کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

بهبود ذخیره‌سازی انرژی حرارتی در راکتور شیمیایی با ترکیب مواد تغییرفازدهنده و پره‌ها

نویسندگان :

عادله عباس زاده¹ زهره رحیمی² عزیز باباپور³

1- دانشگاه محقق اردبیلی 2- دانشگاه ولایت 3- دانشگاه شهیدمدنی آذربایجان

کلمات کلیدی :

مواد تغییرفازدهنده،پره‌ها،راکتور،صنعت نفت و گاز،ذخیره انرژی حرارتی

چکیده :

در صنایع پرمصرف انرژی مانند نفت و گاز، راکتورهای شیمیایی گرمازا، مقدار قابل‌توجهی انرژی حرارتی تولید می‌کنند که در صورت عدم مدیریت، این گرما به محیط هدر می‌رود. هدف این پژوهش، ذخیره‌سازی این انرژی تلف‌شده و بهبود عملکرد حرارتی راکتور با استفاده از مواد تغییرفازدهنده و پره‌ها است. در این مطالعه، یک راکتور لوله‌ای حاوی واکنش گرمازای هیدرولیز پروپیلن اکساید، به یک غلاف خنک‌کننده حاوی ماده تغییرفازدهنده MgCl₂·6H₂O مجهز شد. برای غلبه بر رسانایی حرارتی پایین ماده تغییرفازدهنده، پره‌هایی از جنس مس درون غلاف تعبیه شد. شبیه‌سازی عددی به روش سه‌بعدی و با حل همزمان معادلات بقای جرم، انتقال حرارت و تغییر فاز انجام گردید. نتایج نشان داد که استفاده از ماده تغییرفازدهنده به تنهایی، دمای دیواره راکتور را کنترل می‌کند، اما فرآیند ذوب کند است. با افزودن پره‌ها، سطح تماس حرارتی افزایش یافت و نرخ ذوب ماده تغییرفازدهنده به طور محسوسی بالاتر رفت. در زمان 100 دقیقه، حضور پره‌ها باعث افزایش 20 درصدی میزان جذب انرژی حرارتی (کسر ذوب) نسبت به حالت بدون پره گردید. همچنین دما در دیواره راکتور یکنواخت‌تر توزیع شد و از ایجاد نقاط داغ جلوگیری گشت.