بررسي عددي هيدروديناميك محلول آمونيموم پركلارت در بلورساز (DTB)

بدون عنوان

آمونيوم پر كلرات كه يكي از اكسيدكننده اصلي در بسياري از پيشرانه‌هاي جامد به شمار مي‌رود. اين نوع بلور به صورت عمده از طريق بلورسازي توليد مي‌شود. در اين تحقيق هيدروديناميك جريان در بلورساز DTB[1] با استفاده از نرم‌افزارAnsys Fluent به منظور بدست آوردن ديدي جامع از الگوي جريان بلورساز كه تاثير به سزايي بر روي توزيع اندازه ذرات بلور دارد، بررسي شده است. مشخصات هيدروديناميك در بخش‌هاي مختلف بلورساز بررسي شده است. نتايج حاصل از شبيه‌سازي نشان داد كه در فضاي داخلي لوله مكش، جريان بالارونده بوده و بيشترين تلاطم و سرعت محوري جهت رساندن خوراك تازه به سطح جوشش وجود دارد. بيشترين هسته‌زايي در منطقه جوشش به دليل فوق اشباعيت بالا و تنش برشي جريان اتفاق مي‌افتد. هسته‌هاي تشكيل‌شده در منطقه عرضي بين لوله مكش و بفل در حضور جريان يكنواخت پايين‌رونده و سرعت كمتر نسبت به داخل لوله مكش، رشد مي‌كنند. در منطقه دسته‌بندي (منطقه عرضي بين بفل و ديواره بلورساز)، جريان بسيار آهسته و عاري از هرگونه تلاطم به سمت بالا بوده و درنتيجه بهترين منطقه جهت دسته‌بندي ذرات به شمار رفته و ذرات درشت‌تر به دليل نيروي گرانش در اين منطقه جداسازي مي‌شوند.

The Ammonium Perchlorate (AP) is one of the useful oxidizer for making solid fuels, which is mainly produced by crystallization. In this study, the hydrodynamics of DTB crystallizer was simulated using Ansys Fluent in order to achieve a good understanding of flow pattern inside crystallizer which affects the CSD[1] of AP. The hydrodynamic characteristics of crystallizer were studied for different sections of the crystallizer. The results showed that the upward flow inside the tube pushes the fresh feed to the boiling zone. Nucleation occurs in the boiling zone due to high saturation and shear stress of stream. The formed nuclei grow in the cross-section region between the tube and baffle in the presence of uniform downstream flow. In the classification region, the upward flow is uniform and slow enough to classify the crystals. Hence, this region is the best area to classify particles separated by the gravitational force.