Laminar flow reactor
لیمینار فلو ری ایکٹر (ایل ایف آر) ایک قسم کا کیمیائی ری ایکٹر ہے جو رد عمل کی شرح، اور/یا رد عمل کی تقسیم کو کنٹرول کرنے کے لیے لیمینار فلو کا استعمال کرتا ہے۔ ایل ایف آر عام طور پر ایک لمبی ٹیوب ہوتی ہے جس کا قطر مستقل ہوتا ہے جسے مستقل درجہ حرارت پر رکھا جاتا ہے۔ ری ایکٹینٹس کو ایک سرے پر انجکشن کیا جاتا ہے اور مصنوعات کو جمع کیا جاتا ہے اور دوسری طرف ان کی نگرانی کی جاتی ہے۔ لیمینار فلو ری ایکٹر اکثر ایک الگ تھلگ ابتدائی رد عمل یا کثیر مرحلے والے رد عمل کے طریقہ کار کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ جائزہ لیمینار فلو ری ایکٹر مختلف تحقیقی مقاصد کے حصول کے لیے لیمینار فلو کی خصوصیات کو استعمال کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایل ایف آر کو کیمیائی رد عمل میں سیال کی حرکیات کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، یا انہیں کاربن نینو ٹیوبز جیسے خصوصی کیمیائی ڈھانچے پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایل ایف آر کی ایک خصوصیت یہ ہے کہ ری ایکٹر میں موجود کیمیکلز کی رہائش کا وقت (وقت کا وقفہ جس کے دوران کیمیکل ری ایکٹر میں رہتے ہیں) یا تو ری ایکٹنٹ ان پٹ پوائنٹ اور اس پوائنٹ کے درمیان فاصلے کو تبدیل کرکے جس پر پروڈکٹ/نمونہ لیا جاتا ہے، یا گیس/سیال کی رفتار کو ایڈجسٹ کرکے مختلف کیا جا سکتا ہے۔ لہذا لیمینار فلو ری ایکٹر کا فائدہ یہ ہے کہ مختلف عوامل جو رد عمل کو متاثر کر سکتے ہیں انہیں آسانی سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے اور پورے تجربے میں ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ ایل ایف آر میں رد عمل کا تجزیہ کرنے کے ذرائع رد عمل کا تجزیہ کرنے کے ذرائع میں ایک تحقیقات کا استعمال کرنا شامل ہے جو ری ایکٹر میں داخل ہوتا ہے ؛ یا زیادہ درست طریقے سے، بعض اوقات کوئی غیر دراندازی نظری طریقوں کا استعمال کر سکتا ہے (جیسے۔ ری ایکٹر میں رد عمل کا مطالعہ کرنے کے لیے مواد کی شناخت اور تجزیہ کرنے کے لیے سپیکٹرومیٹر کا استعمال کریں۔ مزید برآں، ری ایکٹر کے آخر میں گیس/سیال کا پورا نمونہ لینا اور ڈیٹا جمع کرنا بھی مفید ثابت ہو سکتا ہے۔ اوپر بیان کردہ طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے، مختلف اعداد و شمار جیسے ارتکاز، بہاؤ کی رفتار وغیرہ۔ نگرانی اور تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔ ایل ایف آر سیالوں یا گیسوں میں بہاؤ کی رفتار کنٹرول شدہ رفتار کے ساتھ لیمینار کے بہاؤ کے انداز میں لیمینار کے بہاؤ کے ری ایکٹر سے گزرتی ہے۔ یعنی سیالوں یا گیسوں کی ندیاں کارڈ کی طرح ایک دوسرے کے اوپر سے پھسلتی ہیں۔ ایک ہی چپچپا ("موٹائی" یا "چپچپا") لیکن مختلف رفتار کے ساتھ سیالوں کا تجزیہ کرتے وقت، سیالوں کو عام طور پر دو قسم کے بہاؤ میں دکھایا جاتا ہے: لیمینار کا بہاؤ اور ہنگامہ خیز بہاؤ۔ ہنگامہ خیز بہاؤ کے مقابلے میں، لیمینار کے بہاؤ کی رفتار کم ہوتی ہے اور عام طور پر رینالڈز کی تعداد کم ہوتی ہے۔ دوسری طرف ہنگامہ خیز بہاؤ بے قاعدہ ہوتا ہے اور تیز رفتار سے سفر کرتا ہے۔ لہذا ایک کراس سیکشن پر ہنگامہ خیز بہاؤ کی بہاؤ کی رفتار کو اکثر مستقل، یا "فلیٹ" سمجھا جاتا ہے۔ لیمینار کے بہاؤ کی "نان فلیٹ" بہاؤ کی رفتار ایل ایف آر کے طریقہ کار کی وضاحت کرنے میں مدد کرتی ہے۔ ایل ایف آر میں حرکت کرنے والے سیال/گیس کے لیے، پائپ کے مرکز کے قریب رفتار پائپ کی دیوار کے قریب سیالوں سے زیادہ ہوتی ہے۔ اس طرح، ری ایکٹینٹس کی رفتار کی تقسیم مرکز سے دیوار تک کم ہوتی جاتی ہے۔ رہائشی وقت کی تقسیم (آر ٹی ڈی) پائپ کے مرکز کے قریب رفتار پائپ کی دیوار کے قریب سیالوں سے زیادہ ہوتی ہے۔ اس طرح، ری ایکٹینٹس کی رفتار کی تقسیم مرکز میں زیادہ اور طرف میں کم ہوتی ہے۔ اس بات پر غور کریں کہ انلیٹ سے مستقل رفتار سے ایل ایف آر کے ذریعے سیال کو پمپ کیا جا رہا ہے، اور آؤٹ لیٹ پر سیال کے ارتکاز کی نگرانی کی جاتی ہے۔ رہائش کے وقت کی تقسیم کا گراف مثبت کنکیوٹی کے ساتھ منفی ڈھلوان کی طرح نظر آنا چاہیے۔ اور گراف کو فنکشن کے ذریعہ ماڈل کیا جاتا ہے: E (t) = 0 اگر t، τ/2 سے چھوٹا ہے ؛ E (t) = τ2/2t3 اگر t، τ/2 سے بڑا یا برابر ہے۔ نوٹ کریں کہ گراف میں ابتدائی طور پر صفر کی E (t) قدر ہے، یہ صرف اس وجہ سے ہے کہ مادہ کو ری ایکٹر کے ذریعے سفر کرنے میں کچھ وقت لگتا ہے۔ جب مواد آؤٹ لیٹ تک پہنچنا شروع ہوتا ہے، تو ارتکاز میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے، اور وقت گزرنے کے ساتھ یہ آہستہ آہستہ کم ہوتا جاتا ہے۔ خصوصیات ایل ایف آر کے اندر لینار کا بہاؤ ایک دوسرے کو پریشان کیے بغیر متوازی انداز میں بہنے کی منفرد خصوصیت رکھتا ہے۔ سیال یا گیس کی رفتار قدرتی طور پر کم ہو جائے گی کیونکہ یہ دیوار کے قریب اور مرکز سے دور ہو جاتی ہے۔ لہذا ری ایکٹینٹس کا ایل ایف آر میں مرکز سے طرف تک رہائش کا وقت بڑھتا ہے۔ رہائش کا بتدریج بڑھتا ہوا وقت محققین کو مختلف اوقات میں ردعمل کی واضح ترتیب دیتا ہے۔ اس کے علاوہ، ایل ایف آر میں رد عمل کا مطالعہ کرتے وقت، رفتار، ساخت اور درجہ حرارت میں شعاعی میلان اہم ہوتے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، دوسرے ری ایکٹرز میں جہاں لیمینار کا بہاؤ اہم نہیں ہے، مثال کے طور پر، پلگ فلو ری ایکٹر میں، شے کی رفتار ایک کراس سیکشن پر یکساں سمجھی جاتی ہے کیونکہ بہاؤ زیادہ تر ہنگامہ خیز ہوتے ہیں۔ لیمینار فلو ری ایکٹر میں، ایک ہی کراس سیکشن پر مختلف مقامات پر رفتار نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہے۔ لہذا ایل ایف آر کے ساتھ کام کرتے وقت ری ایکٹر میں رفتار کے فرق کو مدنظر رکھنے کی ضرورت ہے۔ پچھلی دہائیوں میں ایل ایف آر کے ماڈلنگ اور ایل ایف آر کے اندر مادوں کی تشکیل سے متعلق مختلف تحقیقات کی گئی ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک دیوار والے کاربن نینو ٹیوب کی تشکیل کی تحقیقات ایل ایف آر میں کی گئی تھی۔ ایک اور مثال کے طور پر، میتھین سے اعلی ہائیڈرو کاربن میں تبدیلی کا مطالعہ لیمینار فلو ری ایکٹر میں کیا گیا ہے۔ کیمیائی ری ایکٹر لیمینار فلو پلگ فلو ری ایکٹر ماڈل ٹربلینس لیمینار بمقابلہ ہنگامہ خیز بہاؤ حوالہ جات بیرونی روابط https://www.youtube.com/watch?v=VOemsoVSPWI کیمیائی ری ایکٹر بھی دیکھیں۔