ماده متخلخل سیلندر گاز استیلن و عملکرد آن

جلوگیری از تجزیه گاز استیلن
روش‌های پایدار نمودن گاز استیلن
آوریل 10, 2020
ایمنی سیلندر
رعایت نکات ایمنی سیلندر گاز استیلن
آوریل 14, 2020

ماده متخلخل ماده‌ای است که دارای منافذ است و این منافذ معمولاً با سیال مایع یا گاز پر می‌شوند.


محیط متخلخل با تخلخل آن شناخته می‌شود که معمولأ یک جامد است اما ساختارهایی مانند فوم‌ها نیز به‌عنوان ماده متخلخل به‌کار برده می‌شوند. از خواص ماده متخلخل می‌توان به نفوذپذیری، رسانش الکتریکی، مقاومت کششی و رسانش حرارتی اشاره نمود. بسیاری از خواص مهم آن‌ها با توجه به کاربردشان به‌عنوان محیط متخلخل توجیح می‌شود. بسیاری از مواد متخلخل مانند زئولیت‌ها، خاک و صخره ها، بافت‌های زیستی (مانند استخوان) و بسیاری از مواد ساخته‌شده توسط انسان‌ها مانند سیمان و سرامیک جزئی از مواد متخلخل شناخته می‌شوند.
با توجه به ویژگی‌های ماده متخلخل از کاربردهای رایج محیط متخلخل می‌توان به صنایعی مانند عایق‌بندی حرارتی، مبدل‌های حرارتی فشرده، واحدهای ذخیره انرژی، سیستم‌های انرژی زیرزمینی، بالابردن عملکرد انتقال حرارت، ساخت سرامیک، بهبود عملکرد خشک‌کن‌های مواد غذایی، خنک‌کاری وسایل الکترونیکی، مهندسی نفت، مواد پر‌کننده داخل سیلندر استیلن و غیره اشاره نمود.

یکی از عوامل تأثیرگذار در افزایش یا کاهش ضریب انتقال حرارت نحوه چیدمان و قرار گرفتن مواد متخلخل می‌باشد. جریان سیال در درون محیط متخلخل یک مسئله چالش برانگیز است که به شکل هندسی محیط بستگی دارد.
هندسه مستطیلی‌شکل سبب بیشترین انتقال حرارت می‌شود. اما هم‌زمان افت فشار بسیار زیادی را تحمیل می‌کند.
در هندسه‌های مثلثی‌شکل با افزایش ارتفاع عدد ناسلت (در انتقال حرارت، عدد ناسلت نشان‌دهنده نرخ انتقال حرارت جابجایی به انتقال حرارت هدایتی است) افزایش می‌یابد ولی افت فشار نیز به‌شدت افزایش می‌یابد.
از میان هندسه‌های بررسی شده پوشش متخلخل بیضوی (مشابه سیلندر گاز استیلن)، با افزایش قابل‌توجه انتقال حرارت و افت فشار ناچیز بهترین شکل می‌باشد.
مواد متخلخل موجود برای پر کردن سیلندرهای استیلن شامل مواد فیبری متخلخل، مواد بدون شکاف و یکپارچه و با قابلیت شکنندگی هستند که به‌طور عمده از الیاف بازالت استفاده می­‌شود و به‌صورت مارپیچ (رول) پیچیده شده­‌اند تا محکم کنار هم قرار بگیرند: همزمان با روکش زیرین از محصولی با قابلیت مرطوب شدن بالا استفاده می‌­شود که ممکن است به‌صورت اختیاری با ترکیباتی مانند آمونیوم سولفات آغشته شود.
این مواد متخلخل رسانایی حرارتی زیادی دارند و به خنک کردن داخل سیلندر استیلن و جلوگیری از تجزیه حرارتی گاز استیلن کمک می­‌کند. همچنین استحکام مکانیکی بالای آن‌ها سبب شده هرگونه افزایش فشاری را که به مرور زمان ممکن است در سیلندر استیلن ایجاد شود خنثی کنند.
از مواد بسیار گسترده‌ای به‌عنوان توده متخلخل برای پر کردن سیلندرهای استیلن استفاده شده است، از جمله فیبر (ابریشم، ویسکوز، چرم، اسفنج، کتان، پشم، پشم شیشه و آزبست) و دانه (دیاتومه، زغال چوب، سیلیکاژل، زغال سنگ نارس، بتن متخلخل، خاک اره، آجر و ... ) که به‌صورت ماده متخلخل خیس و یکپارچه هستند.

ویژگی‌های مواد متخلخل:



از آن جهت که سیلندر استیلن از جنس فولاد است، این مواد در تماس با فولاد باید دارای پایداری شیمیایی باشند. نسبت به استون داخل سیلندر و گاز استیلن موجود پایداری شیمیایی داشته باشند. تخلخل بالا، هدایت حرارتی، استحکام مکانیکی، جمع‌آوری آسان و کم‌هزینه بودن از دیگر ویژگی­‌های این مواد است.
در ایالات متحده از توده متخلخل الیافی استفاده شد که دارای آزبست بود و به‌صورت محکم داخل حفره­‌ها را پر می‌­کرد، اما از مضرات این توده متخلخل هدایت حرارتی کم و خارج شدن فعال گرد و غبار آزبست از یک جریان گاز استیلن بود که صدمات زیادی را به کارگران وارد می­‌کرد.
 
 
توده متخلخل دیگری که ساخته‌شد حاوی آزبست، شن، ماسه، سیلیس و کلسیم اکسید هیدراته بود که از مضرات آن هدایت حرارتی کم، پیچیدگی زیاد و مدت زمان تولید بود و همچنین وجود آزبست، ماسه و سیلیس سبب خطر ابتلا به بیماری ریه در بین کارگران در هنگام فرآیند تولید، پرکردن سیلندرها و در حین کار می‌شد. لایه‌های تشکیل‌دهنده سیلندر استیلن که در شکل مشاهده می­‌کنید:
- محفظه فلزی
- مواد فیبری
- بستر سوراخ و مات
- پارچه‌ای با رطوبت زیاد و لایه فلزی رسانا گرما به‌صورت مش نازک یا نوار سوراخ­دار

ماده متخلخل سیلندر گاز استیلن و عملکرد آن

سیلندرهای گاز استیلن دارای ساختاری ویژه هستند و ماده متخلخل داخل آن‌ها نقش مهمی در نگهداری ایمن و پایدار استیلن دارد. این ماده با ایجاد ساختاری مناسب، به نگهداری استیلن در شرایط ایمن کمک می‌کند. در این مقاله با عملکرد آن و اهمیت این ساختار در ایمنی سیلندر آشنا می‌شوید.

ماده متخلخل چیست؟
بخش مهمی از ساختار داخلی سیلندر استیلن است که فضای داخلی آن را به‌صورت یکنواخت پر می‌کند. این ماده دارای تعداد زیادی حفره و منافذ بسیار ریز و به‌هم‌پیوسته است و باعث می‌شود استون در سراسر سیلندر به‌خوبی توزیع شود. در سیلندرهای استیلن، این ساختار متخلخل نقش مهمی در ایمن‌سازی نگهداری استیلن دارد. به این ترتیب، استیلن در حجم زیادی از منافذ و حلال توزیع می‌شود و خطر تجزیه و ناپایداری آن کاهش می‌یابد. این ماده باید مقاوم، یکنواخت، دارای تخلخل مناسب و سازگار با استون و استیلن باشد.
به زبان ساده، این ماده مانند یک اسفنج بسیار متراکم درون سیلندر عمل می‌کند؛ استون در منافذ آن قرار می‌گیرد و استیلن در استون حل می‌شود. همین ساختار یکی از عوامل اصلی ایمنی سیلندرهای استیلن است.

نکته مهم: ترکیب دقیق این ماده به نوع و استاندارد ساخت سیلندر بستگی دارد و نمی‌توان یک ترکیب شیمیایی واحد را برای تمام سیلندرهای استیلن در نظر گرفت.

صفحه اصلی گاز استیلن

بازگشت