كفاءة إزالة الهيدروجين في عملية التعويم بالفقاعات

تبدأ عملية إزالة الهيدروجين من الألومنيوم المنصهر أولاً داخل المادة المنصهرة. حيث تنتقل ذرات الهيدروجين المذابة في الألومنيوم المنصهر إلى أطراف فقاعات عامل التنقية (Ar أو N2، إلخ). وعند أطراف الفقاعة، يتم امتصاصها وتشكيلها في شكل جزيئات هيدروجين لتدخل إلى داخل الفقاعة. وأخيرًا، تطفو الفقاعة إلى الأعلى وتخرج من الحركة الحركية لسائل الألومنيوم. وهذه عملية ينتشر فيها الهيدروجين في الطور السائل ويتم امتصاصه بواسطة الفقاعات. وتعكس معادلة معدل إزالة الهيدروجين من الألومنيوم المنصهر كفاءة إزالة الهيدروجين من الألومنيوم المنصهر من منظور حركية إزالة الهيدروجين.

كفاءة إزالة الهيدروجين

من أجل تحقيق أقصى استفادة من ظروف حركية إزالة الهيدروجين وزيادة كفاءة إزالة الهيدروجين الداخلية من الألومنيوم المنصهر، يجب تلبية المتطلبات الخمسة التالية قدر الإمكان وفي الوقت نفسه.

إن العدد الكبير من الفقاعات يعني ضرورة توفير تدفق كافٍ من الغاز. وعادةً ما يكون تدفق الغاز هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على فعالية إزالة الهيدروجين من التعويم بالفقاعات. وفي ظل نفس الظروف، كلما زاد تدفق الغاز، زادت المساحة السطحية النوعية للاتصال بين الغاز والسائل.

قطر الفقاعة صغير. في ظل نفس تدفق الهواء، إذا كان حجم الفقاعة صغيرًا، فإن عدد الفقاعات سيزداد بطبيعة الحال، مما يؤدي إلى زيادة فعالة في المساحة السطحية النوعية للتلامس بين الغاز والسائل. تُظهر الحسابات النظرية أن الزيادة في المساحة السطحية الإجمالية للفقاعة تتناسب عكسياً مع حجم قطر الفقاعة. وفي الوقت نفسه، سيساعد تقليل قطر الفقاعة على زيادة معامل نقل الكتلة.

تتوزع الفقاعات بشكل متساوٍ في بركة الألومنيوم المنصهر. ويمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل مسافة انتشار الهيدروجين المذاب في الألومنيوم المنصهر إلى الفقاعات بشكل فعال. ولا يجب الاستهانة بهذه النقطة، لأن انتشار الهيدروجين في الطور السائل غالبًا ما يمثل الحلقة المقيدة في العملية الحركية المذكورة أعلاه لإزالة الهيدروجين. ويعني التوزيع المتساوي للفقاعات تعزيز عملية الانتشار أو قدرة نقل الكتلة.

تتحرك الفقاعات بسرعة عالية داخل الألومنيوم المنصهر. وهذا يؤدي إلى زيادة سرعة التحريك داخل الألومنيوم المنصهر، وتعزيز تجديد السطح الفاصل بين الغاز والسائل، وتحسين قدرة نقل الكتلة في الطور السائل.

تتمتع الفقاعات بوقت بقاء كافٍ في الألومنيوم المنصهر. وبهذه الطريقة، يمكن الاستفادة الكاملة من قدرة الفقاعات على حمل الهيدروجين، وهو ما يعادل زيادة مدة إزالة الهيدروجين من الفقاعات. وفي الوقت نفسه، تزايد إدراك الناس بأن عملية تنقية الألومنيوم المنصهر قد تشهد امتصاصًا للهيدروجين على سطح الألومنيوم المنصهر، في الوقت الذي يتم فيه إزالة الهيدروجين من داخل الألومنيوم المنصهر.

Leave a Reply

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *