اثر رفتار غیرنیوتنی سیال بر عملکرد راکتور لوله ای و بررسی اثر متغییرهای مختلف بر درصد تبدیل

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی، صندوق پستی 179

چکیده

در راکتور لوله­ ای پارامترهای مختلفی بردرصد تبدیل، اثرگذارند. از مهم‌ترین این عوامل، الگوی حرکت سیال و توزیع سرعت مواد درون راکتور است. مدل­ های رئولوژیکی مختلفی برای بیان رفتار سیال مطرح­اند که مدل توانی یکی از کارآمدترین این مدل­ هاست. در پژوهش حاضر،رفتار رئولوژیکی واکنش پلیمرشدن متیل متاکریلات بررسی شد. با توجه به شباهت عملکرد راکتور لوله ­ای و ناپیوسته،عملکرد راکتور ناپیوسته درون لوله آزمایش مطالعه شد. با انجام برازش منحنی جریان، مقدار پارامتر n مدل توانی در بازه 3492/0 تا 9889/0 معین شد.مدل­ سازی راکتور با استفاده از اطلاعات رئولوژیکی سیال درون آن انجام شد. اثر پارامترهایی از قبیل دمای واکنش، درصد وزنی آغازگر، غلظت مونومر و شعاع راکتور روی درصد تبدیل، بررسی شد. نتایج به­ دست آمده نشان می ­دهد،درصد تبدیل با دمای واکنش، درصد وزنی آغازگر و غلظت مونومر، نسبت مستقیم و با اندازه شعاع راکتور نسبت عکس دارد.درنهایت، درصد تبدیل در این مدل­ سازی برابر %47/56 حاصل شد که با توجه به نزدیکی این مقدار به مقدار تجربی (%88/55) می­ توان گفت، مدل­ سازی به­ خوبی پیشرفت واکنش را در راکتور پیشگویی می­ کند.

عنوان مقاله [English]

The Effect of non-Newtonian Behavior of Fluid on the Tubular Reactor Performance and Studying Different Variables in Relation to the Degree of Conversion

نویسندگان [English]

  • Keivan Shayesteh
  • Mohamad Taghi Rostami
  • Ali Daneshgar
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, P.O. Box: 179, Ardabili, Iran
چکیده [English]

In tubular reactors, there are different parameters which can affect the degree of conversion. The type of fluid motion and velocity profile of substances in the reactor are of most central measures. Different rheological models can be employed to study the behavior of fluids; power law model is one of the most commonly used models. In this study, the rheological behaviour of polymerization reaction of methyl methacrylate was examined. Due to the similarity function of tubular and batch reactors, the number of test tubes are used to prepare the solution. After preparation of the reactor solution, the n value of power law model was estimated within the span of 0.3492 to 0.9889 by curve fitting. Employing these rheological data, a reactor has been designed. Moreover, the effects of parameters such as reaction temperature, initiator wt%, the concentration of monomer and reactor’s radius on the degree of conversion have been studied. The obtained results in the research indicate a direct proportionality of conversion with the reaction temperature, initiator wt% and the concentration of monomer and also an inverse proportionality of conversion with reactor’s radius. Finally, the amount of conversion was obtained equal to 56.47% and according to its laboratory proportion which was 55.88% we have reached the conclusion that the modeling duly undertaken is applicable and valid.

کلیدواژه‌ها [English]

  • modeling
  • tubular reactor
  • methyl methacrylate
  • laminar flow
  • conversion