درگاه:شیمی/نوشتار برگزیده/۱۳

راکتور شیمیایی یا واکنشگاه شیمیایی وسیله‌ای است که در آن یک واکنش شیمیایی انجام می‌شود و طی آن مواد اولیه خام به محصولات تبدیل می‌شوند. طراحی و بهره‌برداری از راکتورهای شیمیایی از جمله مهمترین وظایف متخصصین صنایع شیمیایی از جمله مهندسین شیمی است. طراحی راکتور شیمیایی نیازمند شناخت درست از واکنش شیمیایی انجام گرفته در راکتور است و برای این منظور تسلط بر علومی چون ترمودینامیک شیمیایی، سینتیک شیمیایی و ریاضیات ضروری است. راکتورهای شیمیایی می‌توانند در ابعاد بزرگ و برای مصارف صنعتی یا در ابعاد کوچک جهت کاربردهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی ساخته و تولید شوند. همچنین جنبه‌های اقتصادی نیز بر طراحی بهینه راکتور تاثیر گذار است. از جمله صرف هزینه کمتر برای طراحی راکتور کاراتر و کوچکتر، صرف انرژی کمتر برای تولید محصول بیشتر، رساندن مواد اولیه به بیشترین درصد تبدیل و بالا بردن راندمان فرآیند و ... .در طراحی راکتورها پارامترهای زیادی از جمله:زمان اقامت($\tau$)، حجم($V$)، دما($T$)، فشار($P$)، غلظت گونه‌های شیمیایی($C_{1},C_{2},C_{3},...C_{n}$)، ضریب انتقال حرارت ($h$, $U$)، سرعت واکنش ($r$)و ... ، دخالت دارند. راکتورهای شیمیایی بر اساس نوع واکنش و موارد کاربرد در اشکال مختلف و با جزئیات خاص طراحی می‌شوند که پیچیدگی آن‌ها را زیاد می‌کند. اما می‌توان راکتورها را در چند دسته بزرگ و کلی از جمله راکتورهای پیوسته و ناپیوسته، راکتورها سیال بستر یا ثابت بستر، راکتورهای لوله‌ای و مخزنی یا راکتورهای همگن و ناهمگن، طبقه بندی کرد. رفتار راکتورها معمولاً با معادلاتی موسوم به معادله راکتور مطرح می‌شود که برای گونه‌های مختلف راکتور متفاوت بوده و رابطه ریاضیاتی بین پارامترهای موثر در راکتور را بیان می‌کند.
ادامه...