مرکز منطقه ای اطلاع رساني علوم و فناوري - مطالعه سينتيك و مدل سازي كريستاليزاسيون پر كلرات آمونيم در مقياس نيمه صنعتي

چكيده :

پركلرات آمونيم مهمترين اكسيدكننده سوختهاي جامد مركب در پرتابه ها مي باشد كه بايستي داراي ويژگيهاي نظير درجه خلوص بالا، دانه بندي مناسب و گردبودن باشد. توزيع اندازه ذرات پركلرات آمونيم براي كاربرد آن در سوخت نيز بايد مناسب باشد. از طريق فرآيند كريستاليزاسيون مي توان تحت شرايط مناسب پركلرات آمونيم را به صورتي كه داراي خصوصيات فوق باشد، توليد نمود. هدف از انجام اين مطالعه مدل سازي كريستاليزر DTB و يافتن ارتباط سرعت هسته سازي كريستالهاي پركلرات آمونيم با فوق اشباعي محلول در يك واحد نيمه صنعتي مي باشد. سرعت هسته سازي دانه ها به وسيله اندازه گيري توزيع اندازه كريستالهاي محصول بدست آمد. پارامترهاي سينتيكي كريستالهاي پركلرات آمونيم شامل ضريب سرعت هسته سازي K N ، درجه سرعت هسته سازي نسبت به فوق اشباعي N و همچنين ميزان دبي محصول OP با نوستن معادلات موازنه جرم و جمعيت و با استفاده از يك برنامه بهينه سازي OPTIMIZATION تعيين گرديد. حل معادلات موازنه جرم و جمعيت به طور همزمان و بااستفاده از روش ضمني عددي IMPLICIT يا CRANK- NICOLSON صورت گرفت .مقايسه نتايج پيش بيني شده توسط مدل با داده هاي بدست آمده از واحد نيمه صنعتي نشان مي دهد كه مدل رياضي مي تواند رفتار كريستاليزر را با دقت قابل قبولي پيش بيني كند. در نتيجه مدل سازي صورت گرفته ، سرعت هسته سازي كريستالهاي پركلرات آمونيم به صورت معادله زير بدست آمد B= 0.35 C NT : كه در آن C فوق اشباعي بر حسب G/KG H2O ، MT دانستيه ماگما بر حسب G CRYSTAL/KG H2O و BO سرعت هسته سازي برحسب )KG H2O(.S مي باشند. اين مدل مي تواند تغييرات غلظت ، فوق اشباعي و توزيع اندازه كريستالها را در يك فرآيند كريستاليزاسيون به صورتهاي گذرا و پايدار پيش بيني نمايد و در طراحي و كنترل كريستاليزرهاي صنعتي مورد استفاده قرار گيرد.