Laminar flow reactor
ল্যামিনার প্রবাহ চুল্লি (এল. এফ. আর) হল এক ধরনের রাসায়নিক চুল্লি যা প্রতিক্রিয়া হার এবং/অথবা প্রতিক্রিয়া বিতরণ নিয়ন্ত্রণ করতে ল্যামিনার প্রবাহ ব্যবহার করে। এল. এফ. আর সাধারণত স্থির ব্যাসযুক্ত একটি দীর্ঘ নল যা স্থির তাপমাত্রায় রাখা হয়। প্রতিক্রিয়াশীলদের এক প্রান্তে ইনজেকশন দেওয়া হয় এবং পণ্যগুলি অন্য প্রান্তে সংগ্রহ ও পর্যবেক্ষণ করা হয়। ল্যামিনার প্রবাহ চুল্লিগুলি প্রায়শই একটি বিচ্ছিন্ন প্রাথমিক প্রতিক্রিয়া বা বহু-পদক্ষেপ প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া অধ্যয়ন করতে ব্যবহৃত হয়। সংক্ষিপ্ত বিবরণ ল্যামিনার প্রবাহ চুল্লিগুলি বিভিন্ন গবেষণার উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য ল্যামিনার প্রবাহের বৈশিষ্ট্যগুলি নিযুক্ত করে। উদাহরণস্বরূপ, এল. এফ. আরগুলি রাসায়নিক বিক্রিয়ায় তরল গতিবিদ্যা অধ্যয়নের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, অথবা এগুলি কার্বন ন্যানোটিউবগুলির মতো বিশেষ রাসায়নিক কাঠামো তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। এল. এফ. আর-এর একটি বৈশিষ্ট্য হল যে চুল্লিটিতে রাসায়নিকের বসবাসের সময় (যে সময়ের মধ্যে রাসায়নিকগুলি চুল্লিটিতে থাকে) প্রতিক্রিয়াশীল ইনপুট পয়েন্ট এবং যে বিন্দুতে পণ্য/নমুনা নেওয়া হয় তার মধ্যে দূরত্ব পরিবর্তন করে বা গ্যাস/তরলের বেগ সামঞ্জস্য করে পরিবর্তিত করা যেতে পারে। অতএব, একটি ল্যামিনার প্রবাহ চুল্লির সুবিধা হল যে একটি প্রতিক্রিয়াকে প্রভাবিত করতে পারে এমন বিভিন্ন কারণগুলি সহজেই নিয়ন্ত্রণ করা যায় এবং একটি পরীক্ষা জুড়ে সামঞ্জস্য করা যায়। এল. এফ. আর-এ বিক্রিয়করা বিশ্লেষণের উপায় বিক্রিয়া বিশ্লেষণের উপায়গুলির মধ্যে রয়েছে একটি প্রোব ব্যবহার করা যা চুল্লিতে প্রবেশ করে; অথবা আরও সঠিকভাবে, কখনও কখনও কেউ অ-অনুপ্রবেশকারী অপটিক্যাল পদ্ধতি ব্যবহার করতে পারে (যেমন। চুল্লির প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করতে বিষয়বস্তু সনাক্ত ও বিশ্লেষণ করতে স্পেকট্রোমিটার ব্যবহার করুন)। উপরন্তু, চুল্লির শেষে গ্যাস/তরলের সম্পূর্ণ নমুনা নেওয়া এবং তথ্য সংগ্রহ করাও কার্যকর হতে পারে। উপরে উল্লিখিত পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে, বিভিন্ন তথ্য যেমন ঘনত্ব, প্রবাহের বেগ ইত্যাদি। পর্যবেক্ষণ ও বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। নিয়ন্ত্রিত বেগ সহ এল. এফ. আর তরল বা গ্যাসগুলিতে প্রবাহের বেগ একটি ল্যামিনার প্রবাহের ফ্যাশনে একটি ল্যামিনার প্রবাহ চুল্লির মধ্য দিয়ে যায়। অর্থাৎ, তরল বা গ্যাসের প্রবাহ কার্ডের মতো একে অপরের উপর দিয়ে সরে যায়। একই সান্দ্রতা ("পুরুত্ব" বা "আঠালোতা") কিন্তু ভিন্ন বেগ সহ তরল বিশ্লেষণ করার সময়, তরলগুলি সাধারণত দুই ধরনের প্রবাহে চিহ্নিত করা হয়ঃ ল্যামিনার প্রবাহ এবং অশান্ত প্রবাহ। অশান্ত প্রবাহের তুলনায়, ল্যামিনার প্রবাহের বেগ কম থাকে এবং সাধারণত কম রেনল্ডস সংখ্যায় থাকে। অন্যদিকে, অশান্ত প্রবাহ অনিয়মিত এবং উচ্চ গতিতে প্রবাহিত হয়। অতএব, একটি ক্রস সেকশনে একটি অশান্ত প্রবাহের প্রবাহের বেগ প্রায়শই ধ্রুবক বা "সমতল" বলে ধরে নেওয়া হয়। ল্যামিনার প্রবাহের "নন-ফ্ল্যাট" প্রবাহের বেগ একটি এল. এফ. আর-এর প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করে। একটি এল. এফ. আর-এ চলমান তরল/গ্যাসের জন্য, পাইপের কেন্দ্রের কাছাকাছি বেগ পাইপের প্রাচীরের কাছাকাছি তরলের চেয়ে বেশি। সুতরাং, প্রতিক্রিয়াশীলগুলির বেগ বন্টন কেন্দ্র থেকে প্রাচীর পর্যন্ত হ্রাস পেতে থাকে। রেসিডেন্স টাইম ডিস্ট্রিবিউশন (আরটিডি) পাইপের কেন্দ্রের কাছাকাছি বেগ পাইপের প্রাচীরের কাছাকাছি তরলের চেয়ে বেশি। সুতরাং, প্রতিক্রিয়াশীলগুলির বেগ বন্টন কেন্দ্রে বেশি এবং পাশে কম হতে থাকে। প্রবেশপথ থেকে স্থির গতিতে একটি এল. এফ. আর-এর মাধ্যমে তরল পাম্প করার কথা বিবেচনা করুন এবং নির্গমনে তরলের ঘনত্ব পর্যবেক্ষণ করা হয়। আবাসনের সময় বণ্টনের গ্রাফটি ধনাত্মক অবতলতা সহ একটি ঋণাত্মক ঢালের মতো হওয়া উচিত। এবং গ্রাফটি এই ফাংশন দ্বারা মডেল করা হয়ঃ E (t) = 0 যদি t τ/2 এর চেয়ে ছোট হয়; E (t) = τ2/2t3 যদি t τ/2 এর চেয়ে বড় বা সমান হয়। লক্ষ্য করুন যে গ্রাফটির প্রাথমিকভাবে শূন্যের ই (টি) মান রয়েছে, এটি কেবল কারণ পদার্থটি চুল্লিটির মধ্য দিয়ে যেতে কিছুটা সময় নেয়। যখন উপাদানটি নির্গমনে পৌঁছতে শুরু করে, তখন ঘনত্ব ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পায় এবং সময়ের সাথে সাথে এটি ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। বৈশিষ্ট্য একটি এল. এফ. আর-এর ভিতরে ল্যামিনার প্রবাহ একে অপরকে বিরক্ত না করে সমান্তরালভাবে প্রবাহিত হওয়ার অনন্য বৈশিষ্ট্য রয়েছে। তরল বা গ্যাসের বেগ স্বাভাবিকভাবেই হ্রাস পাবে কারণ এটি প্রাচীরের কাছাকাছি এবং কেন্দ্র থেকে আরও দূরে চলে যাবে। অতএব প্রতিক্রিয়াশীলদের কেন্দ্র থেকে পাশ পর্যন্ত এল. এফ. আর-এ বসবাসের সময় বৃদ্ধি পায়। ধীরে ধীরে বসবাসের সময় বৃদ্ধি গবেষকদের বিভিন্ন সময়ে প্রতিক্রিয়ার একটি স্পষ্ট বিন্যাস দেয়। এছাড়াও, এল. এফ. আর-এর প্রতিক্রিয়া অধ্যয়ন করার সময়, বেগ, গঠন এবং তাপমাত্রায় রেডিয়াল গ্রেডিয়েন্টগুলি উল্লেখযোগ্য। অন্য কথায়, অন্যান্য চুল্লিতে যেখানে ল্যামিনার প্রবাহ উল্লেখযোগ্য নয়, উদাহরণস্বরূপ, একটি প্লাগ প্রবাহ চুল্লিতে, বস্তুর বেগ একটি ক্রস বিভাগে একই বলে ধরে নেওয়া হয় কারণ প্রবাহগুলি বেশিরভাগই অশান্ত। একটি ল্যামিনার প্রবাহ চুল্লিতে, একই ক্রস বিভাগের বিভিন্ন বিন্দুতে বেগ উল্লেখযোগ্যভাবে ভিন্ন হয়। তাই এল. এফ. আর-এর সঙ্গে কাজ করার সময় চুল্লি জুড়ে বেগের পার্থক্য বিবেচনা করা প্রয়োজন। বিগত দশকগুলিতে এল. এফ. আর-এর মডেলিং এবং এল. এফ. আর-এর মধ্যে পদার্থ গঠনের সঙ্গে সম্পর্কিত বিভিন্ন গবেষণা করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, একক-প্রাচীরযুক্ত কার্বন ন্যানোটিউব গঠনের বিষয়টি একটি এল. এফ. আর-এ তদন্ত করা হয়েছিল। আরেকটি উদাহরণ হিসাবে, মিথেন থেকে উচ্চতর হাইড্রোকার্বনে রূপান্তর একটি ল্যামিনার প্রবাহ চুল্লিতে অধ্যয়ন করা হয়েছে। আরও দেখুন রাসায়নিক চুল্লি ল্যামিনার ফ্লো প্লাগ ফ্লো চুল্লি মডেল টার্বুলেন্স ল্যামিনার বনাম টার্বুলেন্ট ফ্লো রেফারেন্স বাহ্যিক লিঙ্ক https://www.youtube.com/watch?v=VOemsoVSPWI রাসায়নিক চুল্লি