Hvað er vökvarúm?

A vökvarúm er ferli sem felur í sér að fastar agnir eru sviflausnar í vökvalíku ástandi, venjulega með því að blása lofti eða gasi í gegnum botn íláts. Við það myndast rúm af ögnum sem eru á stöðugri hreyfingu og hafa eiginleika bæði vökva og gass. Vökvarúm eru almennt notuð í iðnaðarferlum eins og efnaframleiðslu, olíuhreinsun og orkuframleiðslu.

Hugmyndin um vökvavæðingu var fyrst uppgötvað á þriðja áratug síðustu aldar af breskum verkfræðingi að nafni Lewis Fry Richardson, sem tók eftir því að sandur hagaði sér eins og vökvi þegar honum blásið af vindinum. Á fjórða áratugnum þróaði þýski vísindamaðurinn Fritz Winkler fyrsta vökvabeðsofninn til framleiðslu á tilbúnu bensíni.

Vökvarúm hafa marga kosti fram yfir hefðbundna kjarnaofna með föstum rúmi, þar á meðal bættan hita- og massaflutning, aukinn hvarfhraða og betri stjórn á hitastigi og þrýstingi. Vökvalík hegðun agnanna dregur einnig úr hættu á heitum reitum eða dauðum svæðum, sem geta valdið óhagkvæmum eða ófullkomnum viðbrögðum.

Grunnhönnun vökvarúms samanstendur af íláti eða íláti sem er fyllt með föstu efni, venjulega kornóttu efni eins og sandi, kalksteini eða hvataögnum. Lofti eða gasi er síðan sett inn frá botni ílátsins og myndast vökvaflæði sem lyftir og dregur agnirnar í loftið.

Þegar vökvinn flæðir í gegnum rúmið veldur það því að agnirnar hreyfast og rekast hver á aðra, sem skapar kraftmikil blöndunar- og blöndunaráhrif. Þessi hreyfing afhjúpar einnig agnirnar fyrir stærra yfirborði, sem gerir kleift að flytja varma og massa á milli agnanna og vökvans í kring.

Einn af helstu kostum vökvarúma er geta þeirra til að stjórna hitastigi hvarfsins. Með því að stilla flæðihraða og hitastig vökvans geta rekstraraðilar viðhaldið stöðugu hitastigi um allt rúmið, komið í veg fyrir heita bletti og tryggt að hvarfið haldi áfram á besta hraða.

Vökvarúm eru almennt notuð við framleiðslu á efnum, svo sem framleiðslu á ammoníaki, metanóli og öðrum jarðolíuefnum. Þau eru einnig notuð við vinnslu matvæla og lyfja, svo og við meðhöndlun á frárennsli og öðru iðnaðar frárennsli.

Í raforkuframleiðsluiðnaðinum eru vökvabeð notuð við bruna á kolum og öðru jarðefnaeldsneyti. Ferlið felst í því að brenna eldsneytið í vökvabeði af kalksteini, sem hvarfast við brennisteinsdíoxíðið sem myndast við bruna og myndar kalsíumsúlfat (gifs). Þetta ferli, sem er þekkt sem bruni með vökvarúmi, dregur úr losun brennisteinsdíoxíðs og annarra mengunarefna sem tengjast hefðbundnum kolaorkuverum.

Að lokum, vökvarúm eru nýstárleg og fjölhæf tækni sem hefur marga iðnaðarnotkun. Þeir bjóða upp á betri hita- og massaflutning, aukinn viðbragðshraða og betri stjórn á hitastigi og þrýstingi. Þau eru notuð í fjölmörgum atvinnugreinum, þar á meðal efnaframleiðslu, orkuframleiðslu, matvælavinnslu og skólphreinsun.