بررسي تجربي اثر ترشوندگي ديواره‌هاي ميكروكانال بر هيدروديناميك و ضريب انتقال جرم جريان لخته¬اي مايع-مايع

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

ميكروكانال‌ها به عنوان تجهيزاتي نوظهور، پتانسيل بالايي در بهبود انتقال جرم دارند ولي ترشوندگي ديواره‌هاي ميكروكانال يك پارامتر كليدي در تعيين عملكرد ميكروكانال‌ها است. مرور مطالعات پيشين نشان دهنده اين امر است كه چگونگي تاثير پذيري طول لخته هاي هر فاز، سطح بين فازي مخصوص و در نهايت ضريب كلي حجمي انتقال جرم از ترشوندگي‌ ديواره ميكروكانال در رژيم جريان لخته‌اي و مايع- مايع مشخص نيست. در اين پژوهش از سه ميكروكانال آبگريز از جنس پلي كربنات با اتصال متقاطع كه داراي سطح مقطع مربعي به ابعاد mµ 500 µm × 500 و كانال اصلي به طول cm 3 هستند، استفاده شده است. اثر ترشوندگي ديواره ميكروكانال بر طول لخته فازها، سطح بين فازي مخصوص، ضريب كلي حجمي انتقال جرم و ضريب كلي انتقال جرم، در دبي حجمي كل و نسبت دبي حجمي فازهاي متفاوت مورد بررسي قرار گرفت. تغيير در ترشوندگي ديواره ميكروكانال‌ها به كمك محلول %w/w 5 دودسيل آمين در اتانول در دماي C° 60 و در سه زمان متفاوت 2، 3 و 6 ساعت صورت گرفت كه نتيجه، زاويه تماس ديواره‌ها با آب به ترتيب 122، 109 و 96 درجه حاصل شد. محلول 005/0 مولار سديم هيدروكسيد در آب ديونيزه همراه با چند قطره فنول رد (به منظور مشاهده تغييرات رنگ در طول كانال) به عنوان فاز پراكنده و محلول 025/0 مولار استيك اسيد در روغن پارافين به عنوان فاز پيوسته استفاده شد. انتقال جرمِ تك جزئي بين فازها صورت‌گرفته و براي تخمين ضرائب انتقال جرم، از تكنيك بر خط رصد طول تغيير رنگ شناساگر استفاده شد. به طور كلي نتايج پژوهش حاضر نشان مي‌دهد كه با افزايش زاويه تماس ديواره كانال با آب (افزايش آبگريزي ديواره‌ها) در تمامي دبي هاي حجمي كل و نسبت دبي فازها ، ضريب كلي انتقال جرم و ضريب كلي حجمي انتقال جرم افزايش قابل توجهي داشتند، بدين صورت كه با افزايش زاويه تماس از° 96 به° 109و سپس به° 122، ضريب كلي حجمي انتقال جرم به طور متوسط به ترتيب% 4/37 و % 8/13 افزايش و ضريب كلي انتقال جرم نيز به ترتيب % 55 و % 11 افزايش يافتند.دليل اين بهبود تقويت در چرخش‌هاي دروني فازها با افزايش آبگريزي ديواره‌هاي ميكروكانال مي‌باشد. همچنين با افزايش آبگريزي در تمامي دبي هاي حجمي كل و نسبت دبي فازها ، طول لخته‌هاي هردو فاز كاهش يافته كه اين امر مي‌تواند به دليل افزايش ضخامت فيلم ديواره با افزايش زاويه تماس باشد. ترشوندگي ديواره ميكروكانال تاثير قابل ملاحظه‌اي بر سطح بين فازي مخصوص نداشت.

236311

فرايندهاي جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان