مدلسازی اختلاط و واکنشهای شیمیایی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

فرآیندهای اختلاط همراه واکنش شیمیایی دارای کاربردهای وسیعی در صنعت می باشد. شناخت اثر هر یک از دو پدیده اختلاط و واکنش شیمیایی و مدلسازی چگونگی تقابل این دو با یکدیگر از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در اینتحقیق واکنش شیمیایی و اختلاط در یک راکتور همزندار به صورت آزمایشگاهی و با استفاده از مدلسازی دینامیک سیالات محاسباتی ) CFD ( مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات به صورت نیمه پایا در یک راکتور مجهز به همزن دو پره 54 انجام شد. برای انجام محاسبات از نرم افزار ای Fluent استفاده شد. مدلسازی اختلاط با استفاده از مدل چهارچوبمرجع متحرک ) MRF ( انجام شد و برای مدلسازی آشفتگی از مدل RNG-k-e استفاده شد. تغییرات غلظت پیش بینی شده واکنشگرها در طول زمان با داده های آزمایشگاهی بدست آمده از تیتراسیون نمونه ها در زمانهای مختلف مورد مقایسه قرار گرفته و تطابق نسبتاً خوبی مشاهده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که واکنش سود و اتیل استات در شرایط بررسی شده تحت کنترل سرعت اختلاط مواد بوده و سرعت پیشرفت واکنش با افزایش سرعت هم زدن بطور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. همچنین نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد که استفاده از کانتورهای حاصل ازمحاسبات CFD می تواند در تفسیر و روشن نمودن دلایل مشاهدات تجربی بسیار کمک کننده باشد.