تحقیق جریانهای برخورد کننده ( ورد)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 31 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏به نام خدا
‏جريانهاي برخورد كننده
‏بسياري از عمليات مهندسي كه در بين دو فاز ا‏متزا‏ج ناپذير انجام مي شود بوسيلة انتقال جرم يا انتقال حرارت كنترل مي شوند، بنابراين همواره كوشش مي شود كه تا حد امكان چنين مقاومتهايي را كاهش داد.
‏ا‏ص‏ولاً فرايندهاي انتقال حرارت يا جرم در سيستم، گاز-جامد، گاز-ماي‏ع‏، مايع-مايع و جامد-مايع عموماً ممكن است با سه مقاومت سري در نظر گرفته‏‌‏شوند، ‏كه ‏با فرض يك سيستم قطرة مايع-گاز به عنوان حالت مبنا‏، ‏ممكن است برحسب خواص سيستم مقاومت هاي زير مؤثر باشند، مقاومت خارجي – External Resistance
‏ مقاومت سطح – Surface Resistance
‏، مقاومت داخلي – Internal Resistance
‏.
‏مقاومت داخلي را ممكن است با كاهش اندازة ذرة فار پيوسته كاهش داد، اگر اين كار امكان پذير نباشد بايد زمان اقامت ذره را در داخل سيستم افزايش داد. كاهش مقاومت خارجي ممكن است از طريق روشهاي زير ميسر گردد.
a‏- افزايش سرعت نسبي بين ذرات و فاز پيوسته كه با افزايش اصطكاك بين فازها نيز مرتبط است
b‏- كاهش ابعاد ذرات كه باعث كاهش ضخامت زير لاية آرام كه كنار سطح تشكيل مي شود، مي گردد. كاهش ا‏بعاد‏ ذرات باعث افزايش ضرايب انتقال مي‏‌‏گردند.
‏2
c‏- توزيع يكنواخت فاز پراكنده درون فاز پيوسته.
d‏- اعمال تأثيرات ديگر روي ذرات، مثل نيروهاي اينرسي و سانتريفوژي
‏مقاومت سطح با حذف ناخالصي ها ممكن است به دست‏‌‏ آيد.
‏در دهة 60‏ ميلادي روش بسيار ويژه اي بعنوان جريانهاي برخورد كننده – Impining Streams
(IS)‏ توسط [1]Elperin‏ مطرح شد كه روش بسيار مؤثري براي فرايندهاي انتقال جرم و حرارت محسوب مي گردد. انتظار مي رود كه اين سيستم ها بصورت گسترده اي مورد استفاده قرار بگيرند.
‏اين سيستم مي تواند براي سيستم هاي دو ‏فازي‏ مايع-گاز-جامد بكار برود. در اين روش دو جريان در خلاف جهت هم روي يك محور به يكديگر برخورد مي‏‌‏كنند. براي يك جريان نمونة گاز-جامد همانطور كه در شكل 1-1 ديده م‏ي‌‏شود دو جريان در وسط (ناحية برخورد) به شدت به هم برخورد مي كنند، بدليل برخورد بين جريانهاي مخالف، يك ناحية نسبتاً باريكي ‏ب‏ا تلاطم شديد ايجاد مي شود، كه شرايط بسيار مطلوبي را براي افزايش سرعت انتقال جرم و حرارت بوجود مي‏‌‏آورد. علاوه بر اين در اين ناحيه غلظت (تراكم) ذرات بيشترين مقدار است [2]‏، و بصورت يكنواخت تا نقطة تزريق كاهش مي يابد، اين تكنيك در سيستم هاي گاز-مايع‏،‏ مايع-مايع و جامد-مايع نيز بكار م‏ي‏ رود. جريان مخالف باعث ورود ذرات به داخل فاز پيوستة مقابل به علت وجود نيروي اينرسي مي‏‌‏شود. بعلت نيروي درگ سرعت ذره
‏4
‏‌‏ها در فاز مخالف كاهش پيدا مي كند و در نهايت همراه فاز پيوسته بر مي‏‌‏گردد و دوباره به ناحيه برخورد مي‏‌‏رسد و اين عمل تكرار مي‏‌‏گردد.
‏بطور كلي سه حالت ممكن است براي ذرات در سيستم پيش بيايد.
‏اول ممكن است برخي ذرات بصورت رودررو با هم برخورد كنند و در نتيجه سرعت آنها صفر گردد و از سيستم بخاطر نيروي وزن خارج گردند. دوم اينكه گاهي اين برخورد با زاويه صورت بگيرد كه باعث تغيير مسير ذره شده و ذره را از سيستم خارج مي كند. در حالت سوم ذره بدون برخورد وارد جريان فاز پيوسته مقابل مي شود. با توجه به شكل 1-1 ذره در ابتدا هم سرعت فاز گاز مي‏‌‏باشد و سرعت آن ug‏ ‏است وقتي كه ذره وارد فاز مقابل مي شود سرعت نسبي فاز پيوسته و ذره برابر 2ug‏ ‏مي باشد.
‏1-1 U=ug-(-ug)=2ug
‏بنابراين سرعت ‏نسبي ‏ذره در ابتداي ورود به فاز پيوستة مقابل بيشترين مقدار و برابر 2ug‏ است، با ‏ح‏ركت ذره به عمق فاز پيوستة مقابل به علت نيروي درگ رفته رفته از سرعت ذره كاسته مي گردد و سرعت نسبي آن كم مي شود.
‏1-2 U=Up-(-Ug)=Up+Ug
‏تا‏ اينكه سرعت ذره صفر مي گردد و سپس همراه فاز پيوسته بر مي گردد و سرعت آن افزايش مي يابد، اگرچه در سيستم به علت اتلاف هاي انرژي سرعت ذره رفته رفته كم مي شود، و از سيستم خارج مي شود و‏ل‏ي آمد و رفت هاي متوالي ذره در بين دو فاز باعث افزايش زمان اقامت در سيستم مي شود تا اينكه ذره به علت اتلاف انرژي و يا حالت اول و دوم از سيستم خارج شود. بنابراين براي تعداد ذرات توزيعي از زمان اقامت در سيستم وجود خواهد داشت كه بصورت متوسط باعث بهبود عمليات انتقال در سيستم دو فازي مي
‏4
‏‌‏گردد.
‏مزاياي جريانهاي برخورد كننده
‏بطور كلي جريانهاي برخورد كننده بعلت شرايط ويژه، سرعت نسبي بالاي فازها، برخورد و نيروهاي برخوردي، افزايش زمان اقامت و تلاطم شديد در ناحيه برخورد باعث بهبود و افزايش پديده هاي انتقال در سيستم مي شوند.
‏افزايش سرعت نسبي U‏ بين فازها كه ‏وارد ‏جريان پيوسته فاز متقابل مي‏‌‏شوند. كه نسبت به راكتورهاي ديگر بسيار بيشتر مي باشد.
‏بعلت حركت نوساني در فاز پيوسته زمان اقامت ذرات در سيستم افزايش مي يابد.
‏سطح مؤثر تماس برا‏ي ‏ا‏نتق‏ال جرم و حرارت برابر سطح واقعي ذرات است، اين حالت در دستگاههاي ديگر وجود ندارد زيرا سطح تماس مؤثر كمتر از سطح واقعي ذرات است.
‏جريان آشفته ايجاد شده در نا‏ح‏ية برخورد باعث افزايش ضرايب انتقال حرارت و جرم مي شود.