بررسی تاثیر ناهمگونی محیط های متخلخل بر عملکرد راکتورهای بستر ثابت در ضریب تخلخل وسطح مخصوص ثابت

در این تحقیق، واکنش کاتالیستی گاز در راکتور بستر ثابت، مورد بررسی عددی قرار گرفته است. بطوریکه جریان گاز از درون یک محیط متخلخل، که بعنوان کاتالیزگر میباشد، عبور میکند و سبب ایجاد واکنش شیمیایی روی سطوح آن میشود. در این کار پژوهشی، گاز ایزوپروپانول به عنوانسیال پایه در صنایع تولید هیدروژن انتخاب شده و جنس ماده متخلخلنیز از مس میباشد. محصولات این واکنش شیمیایی گرماگیر، استون و هیدروژن بوده و برای بررسی آن از معادلات حاکم بر مسایل جریان سیال چند جزیی بهمراه انتقال حرارت استفاده شده است. که پس از صحتسنجی روش عددی به بررسی اهمیت چیدمان اجزاء راکتورهای بستر ثابت پرداخته شد. برای این منظور، دو راکتور با چیدمان کوچک به بزرگ و برعکس، مورد مقایسه قرار گرفته است. این مقایسهها با استفاده از دو نمودار نسبت تبدیل واکنش دهنده به فرآورده و افت فشار ایجاد شده درجریان بر حسب سرعت ورودی جریان به راکتور صورت پذیرفت. نتایج بدست آمده نشان داد، همانطوریکه پیشبینی میشد، افت فشار در هر دو راکتور از وضعیت یکسانی پیروی میکند، اما این امر برای نسبت تبدیل واکنش دهنده به فرآورده متفاوت میباشد. در سرعتهای پایین نسبتتبدیل واکنش دهنده به فرآورده تقریبا یکسان است ولی در سرعت های بالا نسبت تبدیل ایجاد شده در راکتور با ساختار کوچک به بزرگ، بیشتر است.