راکتور جریان کاملاً مخلوط (CMFR) چیست؟

Aراکتور جریان کاملا مخلوط (CMFR)در مهندسی شیمی به طور معمول به عنوانراکتور مخزن مخلوط مداوم (CSTR)این یک طرح راکتور صنعتی است که در آن واکنش دهنده ها به طور مداوم به یک ظرف وارد می شوند، به یکسانی مخلوط می شوند و به طور مداوم خارج می شوند.

ویژگی تعریف کننده CMFR فرض "خلوط کامل" است. این بدان معنی است که در هر لحظه،غلظت و دمای مایع در داخل راکتور در تمام مکان ها یکسان است.، و برابر با غلظت و دمای جریان خروجی است.حالت ثابتفرآیند، به این معنی که خواص در ظرف در طول زمان تغییر نمی کنند.

CMFR با حفظ حجم ثابت کار می کند (V) در حالی که سرعت جریان حجم ثابت را حفظ می کندقدر حال حاضر، در حال حاضر، در حال ساخت و ساز است که در حال ساخت و ساز است.

برای طراحی یک CMFR، مهندسان از معادله تعادل مول عمومی استفاده می کنند. زیرا در حالت ثابت کار می کند، تجمع واکنش دهنده ها در ظرف صفر است.

یکی از مهمترین معیارهای CMFR این استفضا-زمان، که نشان دهنده متوسط مدت زمانی است که یک ذره مایع در راکتور می گذرد.

اگر زمان اقامت بیش از حد کوتاه باشد، واکنش ها ممکن است قبل از اتمام واکنش راکتور را ترک کنند (تغییر کم). اگر بیش از حد طولانی باشد، خروجی فرآیند ناکارآمد است.

مهندسان زمانی که نیاز به کنترل دقیق دمای بدن یا غلظت آن دارند، یا زمانی که با فرآیندهای مداوم سروکار دارند، CMFR را انتخاب می کنند.

راکتور جریان کاملا مخلوط در صنایع مورد علاقه است که در آن ثبات فرآیند بسیار مهم است:

• تصفیه فاضلاب:فرآیند "زباله فعال" رایج ترین کاربرد مدل CMFR است. این اجازه می دهد تا تجزیه بیولوژیکی زباله در یک محیط پایدار و کنترل شده باشد.

• ترکیب دارویی:این امکان را برای تولید مداوم داروها فراهم می کند و در مقایسه با کتری های سنتی، سازگاری بیشتری بین دسته ها فراهم می کند.

• پلیمریزاسیون:CMFR ها به مدیریت واکنش های بسیار exothermic کمک می کنند؛ زیرا واکنش دهنده ها در حجم عمده رقیق می شوند، تولید گرما پایدار می شود و خطر فرار حرارتی را کاهش می دهد.

س: چرا "خلوط کامل" یک فرضیه است؟

جواب: در واقع، هیچ رآکتورکاملاًبا این حال، مهندسان از این به عنوان یک ایده آل سازی برای ساده سازی محاسبات استفاده می کنند. اگر شدت مخلوط به اندازه کافی بالا باشد (سرعت چرخ دار بالا) ، خطا بین مدل و واقعیت ناچیز است.که باعث می شود آن را یک ابزار طراحی قدرتمند.

س: اگر سرعت مخلوط کردن خیلی کم باشد چه اتفاقی می افتد؟

ج: اگر مخلوط کردن کافی نباشد، سیستم مانند CMFR عمل نمی کند و "گرادیانت غلظت" (یا مناطق مرده) را ایجاد می کند. این باعث می شود واکنش ناکارآمد شود،منجر به عدم سازگاری محصول می شود، و در مورد فاضلاب، می تواند باعث مرگ زیست توده در مناطق ایستاده شود.

س: آیا یک CMFR با یک راکتور دسته برابر است؟

ج: نه. یک راکتور دسته به طور همزمان یک "بار" را پردازش می کند (پوشاندن، تمیز کردن، پر کردن مجدد). یک CMFR 24/7 با ورود و خروج مداوم کار می کند.که باعث می شود آن را به طور قابل توجهی کارآمدتر برای تولید حجم بالا.

برای کمک به من در ارائه مناسب ترین زمینه مهندسی برای کار خود را، شما مدل سازی حرکتی از یک فرآیند فاضلاب خاص،یا شما به دنبال طراحی یک سیستم سنتز شیمیایی با استفاده از مدل CMFR هستید?