تحقیق جريانهاي برخورد كننده ( ورد)
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 26 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
به نام خدا
جريانهاي برخورد كننده
بسياري از عمليات مهندسي كه در بين دو فاز استخراج 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.
اولاً فرايندهاي انتقال حرارت يا جرم گدر سيستم، گاز-جامد، گاز-مايه، مايع-مايع و جامد-مايع عموماً ممكن است با سه مقاومت سري دئر نظر گرفته شوئند، با فرض يك سيستم قطرة مايع-گاز به عنوان حالت مبنا مشاهده شود. ممكن است برحسب خواص سيستم مقاومت هاي زير مؤثر باشند، مقاومت خارجي - External Resistance
مقاومت سطح - Surface Resisteance
، مقاومت داخلي - Internal Resistance
.
مقاومت داخلي را ممكن است با كاهش اندازة ذرة فار پيوسته كاهش داد، اگر اين كارها 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 حنسبي بين ذرات و فاز پيوسته كه با افزايش اصطكاك بين فازها نيز مرتبط است
b- كاهش ابعاد و ذرات كه باعث كاهش ضخامت زير لاية آرام كه كنار سطح تشكيل مي شود، مي گردد. كاهش ايجاد ذراتن باعث افزايش ضرايب انتقال مي گردند.
c- توزيع يكنواخت فاز پراكنده درون فاز پيوسته.
d- اعمال تأثيرات ديرگر 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 زمانه مايع-گاز-جامد بكار برود. در اين روش دو جريان در خلاف جهت هم روي يك محور به يكديگر برخورد مي كنند. براي يك جريان نمونة گاز-جامد همانطور كه در شكل 1-1 ديده يم شود دو جريان در وسط (ناحية برخو.رد) به شدت به هم برخورد مي كنند، بدليل برخورد بين جريانهاي مخالف، يك ناحية نسبتاً باريكي يا تلاطم شديد ايجاد مي شود، كه شرايط بسيار مطلوبي را براي افزايش سرعت انتقال جرم و حرارت بوجود مي آورد. 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 يم رود. با توجه به شكل 1-1
جريان مخالف باعث ورود ذرات به داخل فاز پيوستة مقابل به علت وجود نيروي اينرسي مي شود. بعلت نيروي درگ سرعت ذره ها در فاز مخالف كاهش پيدا مي كند و در نهايت همراه فاز پيوسته بر مي گردد و دوباره به ناحيه برخورد مي رسد و اين عمل تكرار مي گردد.
بطور كلي سه حالت ممكن استن 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 مي باشد و سرعت آن ug است وقتي كه ذره وارد فاز مقابل مي شود سرذعت نسبي فاز پيوسته و ذره برابر 2ug مي باشد.
1-1 U=ug-(-ug)=2ug
بنابراين سرعت ذره در ابتداي ورود به فاز پيوستة مقابل بيشترين مقدار و برابر 2ug است، با جركت 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
به 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 واي 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 جبراي تعداد ذرات توزيعي از زمان اقامت در سيستم وجود خواهد داشت كه بصورت متوسط باعث بهبود عمليات انتقال در سيستم دو فازي مي 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 جريان پيوسته فاز متقابل مي شوند. 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 بريا اتصال 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 ايجادا شده در ناية برخورد باعث افزايش ضرايب انتقال حرارت و جرم مي شود.