دانلود تحقیق درباره تقطیر مایع و عمل تقطیز

تحقیق درباره تقطیر مایع

دسته بندی	شیمی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	8.389 مگا بایت
تعداد صفحات	219

برای دانلود فایل روی دکمه زیر کلیک کنید
دریافت فایل

*تحقیق درباره تقطیر مایع*

فصل اول

فرآیندهای حالت ناپایدار و انبوه

مقدمه:

روابط فصل های قبل فقط در حالت پایدار به كار می روند كه در آن جریان گرما و دمای منبع با زمان ثابت بودند. فرآیندهای حالت ناپایدار آنهایی هستند كه در آنها جریان گرما، دما و یا هر دو در یك نقطة ثابت با زمان تغییر می كنند. فرآیندهای انتقال حرارت انبوه فرآیندهای حالت ناپایدار نمونه ای هستند كه در آنها تغییرات حرارت ناپیوسته ای رخ می دهند همراه با مقادیر خاصی از ماده در هنگام گرم كردن مقدار داده شده ای از مایع در یك تانك یا در هنگامی كه یك كورة سرد به كار افتاده است.

همچنین مسائل رایج دیگری نیز وجود دارند كه مثلاً شامل می شوند بر نرخی كه حرارت از میان یك ماده به روشی رسانایی انتقال می یابد در حالی كه دمای منبع گرما تغییر می كند. تغییرات متناوب روزانة حرارت خورشید بر اشیاء مختلف یا سرد كردن فولاد در یك حمام روغن نمونه راههایی از فرآیند اخیر هستند. سایر تجهیزاتی كه بر اساس روی خصوصیات حالتی ناپایدار ساخته شده اند شامل كوره های دوباره به وجود آورنده(اصلاحی) كه در صنعت فولاد استفاده می شوند، گرم كنندة دانه ای(ریگی) و تجهیزاتی كه در فرآیندهای بكار گیرندة كاتالیست دمای ثابت یا متغیر به كار می روند هستند.

در فرآیندهای كلان برای گرم كردن مایعات نیازمندیهای زمانی برای انتقال حرارت معمولاً می توانند بوسیلة افزایش چرخة سیال كلان و یا واسطة انتقال حرارت و یا هر دو اصلاح شوند.

دلایل به كار گرفتن یك فرآیند كلان به جای به كارگیری دیگ عملیات انتقال حرارت پیوسته بوسیلة عوامل زیادی دیكته می شوند:

بعضی از دلایل رایج عبارتند از 1) مایعی كه مورد فرآیند قرار می گیرد به صورت پیوسته در دسترس نیست 2) واسط گرم كردن یا سرد كردن به طور پیوسته در دسترس نیست 3)نیازمندیهای زمان واكنش یا زمان عملكرد متوقف شدن را ضروری می سازد 4) مسائل اقتصادی مربوط به مورد فرآیند قرار دادن متناوب یك حجم وسیع، ذخیره یك جریان كوچك پیوسته را توجیه می كند 5)تمیز كردن و یا دوباره راه‌اندازی كردن یك بخش برای دورة كاری است و 6)عملكرد سادة بیشتر فرآیندهای كلان سودمند و خوب است.

به منظور مطالعه كردن منظم و با قاعدة رایج ترین كابردهای فرآیندهای انتقال حرارت حالت ناپایدار و كلان ترجیح داده می شود كه فرآیندها را به دسته های (aمایع (سیال) گرما دهنده یا خنك كننده و b) جامد خنك كننده یا گرم كننده تقسیم كنیم.

رایج ترین نمونه ها در ذیل آورده شده اند:

1)مایعات سرد كننده و گرم كننده

a) مایعات كلان b)تقطیر كلان

2)جامدات خنك كننده یا گرم كننده

a)دمای واسط ثابت b)دمای متغیر دوره ای c)دوباره تولید كننده ها(ژنراتورها)

d)مواد دانه ای در بسته ها

مایعات سرد كننده و گرم كننده

1) دمای مایع انبوه

مقدمه

بومی، مولر و ناگل رابطه ای برای زمان مورد نیاز را برای گرم كردن یك تودة تكان داده شده بوسیلة غوطه ورسازی یك كویل گرم كننده بدست آورده اند كه برای زمان است كه اختلاف دما معادل LMTD (اختلاف دمای میانی لگاریتمی) برای جریان روبه رو داده شده باشد.

فیشر محاسبات انبوه را گسترش داده است برای شامل شدن یك جدول خارجی جریان مقابل، چادوك و سادرنر حجم های تكان داده شده را مورد بررسی قرار داده اند كه با مبدل های خارجی جریان مقابل همراه با اضافه سازی پیوستة مایع به تانك گرم شده اند همچنین به میزان حرارت در این راه حل پرداخته اند.

بعضی از روابطی كه به دنبال می آیند برای كویل ها در تانك ها و محفظه های پوشانده شده به كار می روند. اگرچه روش بدست آوردن ضرائب انتقال حرارت برای این اجزاء تا فصل 20 به تعویق انداخته شده است.

تشخیص دادن حضور یا عدم حضور تكان در یك مایع كلان همیشه امكانپذیر نیست. گرچه دو مقدمة فوق منجر به نیازمندیهای متفاوتی برای نائل شدن به یك تغییر دمای كلان در یك دورة زمانی داده شده می شوند.

زمانی كه یك محرك مكانیكی در یك تانك یا محفظه همانند شكل 1.‌18 نصب می‌شود نیازی به این پرسش كه سیال تانك تكان داده شده یا نه نیست.

زمانی كه محرك مكانیكی وجود ندارد ولی سیال به طور پیوسته در حال گردش است ما نتیجة این كه حجم تكان داده شده است یك نوع احتیاط و دوراندیشی است.

در بدست آوردن معادلات كلان در ذیل T به مایع داغ انبوه یا واسط گرم كردن اشاره می كند. t به مایع سرد انبوه یا واسط خنك سازی اشاره دارد. موارد ذیل در این جا مورد بررسی قرار می گیرند.

حجم های خنك سازی یا گرم سازی متلاطم جریان متقابل

– كویل در تانك یا محفظة پوشانده شده، واسط ایزوترمال

– كویل در تانك یا محفظة پوشانده شده، واسط غیر ایزوترمال

– مبدل خارجی، واسط ایزوترمال

– مبدل خارجی، واسط غیر ایزوترمال

– مبدل خارجی مایع پیوسته اضافه شده به تانك، واسط ایزوترمال

– مبدل خارجی مایع پیوسته اضافه شده به تانك، واسط غیر ایزوترمال

حجم های خنك ساز یا گرم كننده متلاطم، جریان متقابل موازی

مبدل 2-1 خارجی

مبدل 2-1 خارجی، مایع تدریجاً اضافه شده به تانك

مبدل 4-2 خارجی

مبدل 4-2 خارجی، مایع تدریجاً اضافه شده به تانك

حجم های گرم ساز و خنك كننده بدون تكان دهی

مبدل جریان مقابل خارجی، واسط ایزوترمال

مبدل جریان مقابل خارجی، واسط غیر ایزوترمال

مبدل 2-1 خارجی

مبدل 4-2 خارجی

حجم های تكان داده شده خنك ساز و گرم كن

چندین راه برای در نظر گرفتن فرآیندهای انتقال حرارت كلان وجود دارد. اگر تكمیل كردن یك عملكرد معین در زمان داده شده مطلوب باشد، سطح مورد نیاز معمولاً مجهول است. اگر سطح انتقال حرارت معلوم است، مانند نصب فعلی زمان مورد نیاز برای تكمیل كردن عملكرد معمولاً نامعین است و یك حالت سوم زمان پیش می آید كه زمان و سطح هر دو معلوم هستند ولی دما در پایان زمان مورد نظر مجهول است. فرضیات زیرین در بدست آوردن معادلات 1/18 تا 23/18 در نظر گرفته شده اند:

1)برای فرآیند و تمام سطح ثابت است

2)نرخهای جریان مایع ثابت هستند

3)گرماهای ویژه برای فرآیند ثابت هستند

4)واسط گرم سازی یا خنك سازی یك دمای ورودی ثابت دارد

5)تكان دهنده یك دمای سیال انبوه یكسان و یكنواخت فراهم می كند.

6)هیچ گونه تغییر فاز جزیی رخ نمی دهد

7)تلفات گرمایی قابل اغماض هستند.

حجم های تكان داده شدة خنك ساز یا گرم كنندة جریان متقابل

– كویل در تانك یا محفظة پوشانده شده واسط گرم كننده ایزوترمال

ترتیب نشان داده شده در شكل 1/18 را در نظر بگیرید، شامل یك محفظة تكان داده شده شامل M پوند از مایع با گرمای ویژة c و دمای اولیة كه بوسیلة یك سیال متراكم شوندة با دمای گرم می شود. دمای batch، در هر زمان بوسیلة تعادل گرمایی دیفرانسیلی داده می شود.