ما هي أنواع المحركات المستخدمة في وحدة المفاعل؟ وكيف ينبغي اختيارها؟

يُعدّ المحرك أحد المكونات الرئيسية لجهاز المفاعل، حيث يُختار المحرك المناسب بناءً على الخصائص الفيزيائية للمواد المختلفة في الوعاء، وسعته، والغرض من التحريك، مما يُسهم بشكل كبير في تسريع التفاعل الكيميائي وتحسين كفاءة الإنتاج. إنّ فهم تصنيف المحركات واستخداماتها يُساعد على اختيار المحرك الأمثل وتحقيق أفضل النتائج.

استخدام جهاز غلاية التفاعل:
تُستخدم غلاية التفاعل على نطاق واسع في صناعات البترول والمواد الكيميائية والمطاط والمبيدات الحشرية والأصباغ والأدوية والأغذية، وتُستخدم لإكمال عملية الفلكنة والنترجة والهدرجة والهيدروكربونات والبلمرة والتكثيف وغيرها من عمليات أوعية الضغط.

مكونات جهاز غلاية التفاعل:
يتكون وعاء التفاعل من جسم الوعاء، وغطاء الوعاء، والغطاء الخارجي، والمحرك، وجهاز النقل، وجهاز منع التسرب للعمود، والدعامة، وما إلى ذلك.

1- غلاف غلاية التفاعل
يتكون الغلاف من أسطوانة دائرية وغطاء علوي ورأس سفلي. توجد طريقتان لتوصيل الغطاء بالأسطوانة، الأولى هي لحام الغطاء والأسطوانة مباشرةً لتشكيل وحدة متكاملة؛ أما الثانية فتعتمد على وصلة شفة لتسهيل الفك. يُفتح الغطاء العلوي بفتحات تفتيش وفتحات يدوية ومستقبلات للعمليات.

2- جهاز تقليب غلاية التفاعل
في وعاء التفاعل، ولتسريع التفاعل، وتعزيز الخلط، وتحسين نقل الكتلة أو الحرارة، يُجهز وعاء التفاعل عادةً بجهاز تقليب. ويتكون هذا الجهاز من محرك تقليب وعمود تقليب، بالإضافة إلى وصلة وجهاز نقل مدمجين.

3- جهاز إحكام غلق غلاية التفاعل
جهاز الختم المستخدم في غلاية التفاعل هو هيكل ختم ديناميكي، ويتكون أساسًا من نوعين من ختم التعبئة والختم الميكانيكي.

تصنيف واختيار محرك جهاز غلاية التفاعل:

دور محرك التحريك في وعاء التفاعل:
اجعل خلط المواد متجانسًا، وعزز انتقال الحرارة والكتلة، بما في ذلك خلط السوائل المتجانس؛ وتشتت السائل-السائل؛ وتشتت الغاز-السائل؛ وتشتت الصلب-السائل؛ والتبلور؛ وإذابة المواد الصلبة؛ وتعزيز انتقال الحرارة وما إلى ذلك.

مبدأ تحريك المفاعل:
المحرك هو المكون الرئيسي لتحقيق عملية التحريك، ومكونه الرئيسي هو المروحة، التي تتحرك مع العمود الدوار لتطبيق الطاقة الميكانيكية على السائل ودفع السائل إلى الحركة.

عندما يدور المحرك، تنتقل الطاقة الميكانيكية إلى السائل، مما يشكل منطقة خلط كاملة شديدة الاضطراب بالقرب من المحرك، ويولد تيارًا عالي السرعة لدفع السائل ليدور في وعاء التحريك.

تأثيرات تحريك المفاعل:
السائل الموجود ضمن نطاق المعدات للتدفق الدائري للمسار يسمى "نموذج تدفق السائل"، ويشار إليه باسم "نمط التدفق".

يتشابه نمط التدفق وتأثير التحريك وقوة التحريك بشكل كبير. ويعتمد نمط التدفق على شكل المحرك، ووعاء التحريك، والخصائص الهندسية للمكونات الداخلية، بالإضافة إلى طبيعة السائل، وسرعة المحرك، وعوامل أخرى.

التدفق المحوري:
يكون اتجاه تدفق السائل موازياً لمحور الخلط، ويتم دفع السائل بواسطة المجداف، بحيث يتدفق السائل إلى أسفل ويلتقي بقاع الحاوية ثم ينعطف إلى أعلى، مما يشكل تدفقًا دائريًا لأعلى ولأسفل.

التدفق الشعاعي:
اتجاه تدفق السائل عمودي على محور الخلط، على طول التدفق الشعاعي، يلتقي بجدار الحاوية في تيارين من السائل، أحدهما لأعلى والآخر لأسفل، ثم يعود إلى نهاية الشفرة، وليس من خلال الشفرة، مما يؤدي إلى تكوين تدفق دورتين علوي وسفلي.

التدفق المماسي:
لا يوجد وعاء حاجز، السائل حول المحور للحركة الدورانية، معدل تدفق عالٍ عندما يشكل سطح السائل دوامة، السائل من المجداف حول سحب الملف المحيطي إلى منطقة تدفق المجداف صغير جدًا، تأثير الخلط ضعيف جدًا.

توجد الأنواع الثلاثة المذكورة أعلاه من التدفق عادةً في نفس الوقت؛
يلعب التدفق المحوري والتدفق القطري دورًا رئيسيًا في عملية الخلط؛
ينبغي كبح التدفق المماسي - يمكن أن يؤدي استخدام الحواجز إلى إضعاف التدفق المماسي، وتعزيز التدفق المحوري والشعاعي.