تحقیق بررسی راکتورهای دوار

توضیحات

عنوان: تحقیق بررسی راکتورهای دوار

• راکتورهای دوار
• بهبود ویژگی های زمان اقامت در یک راکتور دوار
• حرکت موادجامد در استوانه دوار
• مطالعات تجربی بر جریان مواد جامد سیلندر دوار بصورت افقی
• جنبش مواد جامد در سطح، عمود بر محور چرخش
• هر دو طرف سیلندر بسته
• بند مدور در یک طرف سیلندر
• بند دایره ای به جای مواد جامد با سرعت مطالعات نظری بر جنبش موادجامد مدل ساده
• معادلات پیش بینی عملکرد یک استوانه دوار
• بهبود خواص زمان اقامت برای چرخش جامدات
• انتقال حرارت در راکتورهای دوار, تحت حرارت مستقیم
• احتراق سوخت ها
• زغال سنگ پودر شده و کک
• انتقال حرارت در راکتورهای دوار در دمای بالا
• انتقال حرارت تشعشعی از شعله و گاز احتراق
• ظرفیت حرارتی در راکتوردوار
• عملکرد راکتورهای دوار, تحت حرارت مستقیم
• پیش بینی عملکردموازنه جرم و آنتالپی
• موازنه آنتالپی, احتراق کامل
• تکلیس سنگ آهک
• شرح فرآیند تولید دی اکسید اورانیم
• مدل سازی ریاضی راکتور دوار تولید UO₂
• معادلات موازنه ی جرم اجزای گازی و جامد موجود در راکتور
• پارامترهای مربوط به هیدرودینامیک و الگوی جریان مواد جامد در درون راکتور
• طراحی و فرمولاسیون مدل
• منابع

راکتورهای دوار

راکتورهای دوار یا کوره های دوار راکتورهای تسهیل کننده واکنش شیمیایی بین فازهای گاز و جامد معمولا در دماهای بالا می باشند. این راکتورها به طور گسترده ای در صنایع مختلف فرایندهای شیمیایی (مواد غذایی، دارویی) متالورژی و صنایع استفاده می شود.[1] از کوره ها(راکتورهای) دوار برای عملیات حرارت دهی، انجام واکنش و یا خشک کردن ذرات جامد استفاده می شود. برخی کاربردها نیز ممکن است ترکیبی از موارد عملیاتی پیش گفته را شامل شوند. این وسیله که در حد وسیع و در صنایع مختلف از جمله صنعت فرآوری اورانیم استفاده می شود، هنوز یکی از ناشناخته ترین فرآیندها و عملکردها را دارا است و پدیده های حاکم برآن نیز به خوبی شناخته نشده اند. برای تحلیل عملکرد یک کوره ی دوار چهار پدیده ی مهم شامل انتقال حرارت، الگوی جریان مواد، انتقال جرم بین جامدـ گاز و انجام واکنش مورد بررسی قرار می گیرد.پدیده ی انتقال حرارت مهم ترین پدیده در راکتورهای دوار می باشد زیرا در بیش تر موارد کنترل کننده ی عملکرد کوره ی دوار است. با این حال برای بررسی عملکرد حرارتی کوره دوار اطلاع از چگونگی حرکت ذرات در کوره لازم است. بدین منظور باید فیزیک کوره ی دوار، الگوی حرکت ذرات در کوره، انتقال حرارت، انتقال جرم و سینتیک واکنش در کوره های دوار به طور هم زمان مورد بررسی قرار گیرند تا بتوان عملکرد آن را به درستی مدل سازی کرد. همان طور که پیش تر نیز اشاره شد از جمله ی کاربردهای صنعتی جالب توجه کوره های دوار، می توان به کاربرد آن ها در صنعت فرآوری اورانیم برای انجام تولید UF₄ و UO₂ اشاره کرد. همان گونه که اشاره شد تحلیل عملکرد یک راکتور دوار که در آن انجام واکنش یا واکنش های خاص مدنظر می باشد به شدت نیازمند یک تحلیل پدیده شناختی درست از نظر الگوی جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم است. از این رو در ادامه به برخی از مطالعات اساسی و شناخته شده در این زمینه ها پرداخته شده است] [2

ضمنا در بخش های بعدی مقاله و متناسب با موضوع هر بخش، مطالعات انجام شده، به طور خلاصه اشاره شده است. سولیوان] [3اولین مطالعه ی آزمایشگاهی در مورد کوره ها را در سال 1927 منتشر کرد. در این کار رابطه بین سرعت چرخش، شیب کوره، عمق بستر و زمان ماند ذرات جامد بررسی شد. در سال 1951، سایمن] [4یک مدل ریاضی ارایه نمود و در آن فرض کرد که در یک کوره در محدوده ی الگوی حرکتی غلتشی، ذره یک مسیر دایره ای شکل را طی می کند تا از بالای بستر به پایین بلغزد. در این مدل فرض شد که زمان سقوط ذره از بالا به پایین در مقابل زمان حرکت ذره از نیمه ی پایین کوره به نیمه ی بالایی ناچیز است. در کار بعدی، لی باس5] [حرکت ذرات رنگی را با ویدیو فوتوگراف دنبال کرد و مشخص شد که زمان پایین آمدن ذرات در سطح بستر 15 تا 30 درصد زمان کل لازم برای حرکت در یک دور کامل است.تحقیقات نشان داد که این درصد با تغییر سرعت چرخش کوره تغییر نکرده و سرعت ذره به سمت پایین در طول بستر متناسب با سرعت چرخش کوره می باشد.حرکت ذرات در سطح بستر به افزایش انتقال جرم و حرارت کمک می کند. تحقیقات دیگر نشان داد که ضخامت این لایه بسیار نازک و در حدود قطر چند ذره است مگر برای بسترهای عمیق با ذرات ریز که عمق لایه ی فعال در این حالت 12٪ عمق بستر می باشد.

بیش تر حجم بستر زیر لایه ی غیرفعال، هم مرکز با دیواره ی کوره یک مسیر دایره ای شکل به سمت بالا را طی می کند. در این حرکت هیچ لغزشی بین ذرات وجود ندارد. زمانی که ذرات به سطح بستر رسیدند در راستای سطح غیرفعال به پایین بستر می لغزند. واقعیت این است که در این زمان، حجمی از گازهای در تماس با بستر در بین ذرات جامد و در فضای خالی بین آن ها گیر می افتد و یک مدل، زمانی کامل است که حجم این گاز و میزان انتقال جرم بین این گاز و ذرات جامد را در نظر بگیرد. یانگ و همکارانش6] [جریان گاز و عملکرد اختلاط درون کوره را به منظور بررسی درصد ترکیب و دمای گازهای سمی و خطرناک که از کوره های زباله سوز به محیط منتشر می شوند، مدل کردند. در سال 1952 کرامر و همکارانش7] [مدل سولیوان را اصلاح کردند و در مدل اصلاح شده حرکت محوری ذرات در کوره ها را برای پوشیدگی متفاوت بستر به دست آوردند. در این مطالعات زمان افتادن ذرات از بالای بستر به پایین در نظر گرفته شد. در کار بعدی که توسط لی باس و همکارانش انجام شد، مشخص گردید که حرکت ذرات از بالای کوره صرفا یک حرکت محوری نیست. هنین در سال 1983 [8] سرعت حرکت ذرات در لایه ی فعال و ضخامت آن را اندازه گرفت و نشان داد که این لایه نسبت به عمق بستر نازک است و اندازه ای در حدود 8 برابر قطر ذره دارد، مگر برای مواردی که بستر از ذرات بسیار ریز تشکیل شده باشد که در این حالت ضخامت لایه ی فعال حدود 12٪ ضخامت بستر است.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل مقاله لطفا اقدام به خرید فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.