بررسی تاثیر اندازه قطرات فاز پراکنده بر ضریب انتقال جرم ستون های استخراج ضربه ای، با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی هوشمند

در این پژوهش تاثیر توزیع اندازه قطرات فاز پراکنده بر ضریب انتقال جرم ستون های استخراج مایع-مایع از نوع ضربه ای با استفاده از مدل اختلاط پیشرو و به کمک الگوریتم بهینه سازی هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است. همه مدل های جریان فازی برای سادگی از یک اندازه میانگین قطره برای فاز پراکنده استفاده می کنند و به طبع یک ضریب انتقال جرم متوسط حاصل می شود. با توجه به اینکه در ستون های ضربه ای از موج های ضربه برای پراکنده کردن قطرات در فاز پیوسته استفاده می شود لذا با توزیع اندازه قطرات در فاز پراکنده مواجه می شویم که فرض اندازه متوسط می تواند از خطای قابل توجهی برخوردار باشد. بنابراین در این پژوهش مدل اختلاط پیشرو به نحوی توسعه داده شده است که بتوان توزیع اندازه قطرات فاز پراکنده و تاثیر آن بر ضریب انتقال جرم را مورد بررسی قرار داد که در این حالت به تعداد اندازه قطرات فاز پراکنده، ضریب انتقال جرم وجود دارد که پش بینی رفتار آنها به دلیل تعداد بالای پارامترهای مجهول، جز با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی هوشمند امکانپذیر نیست. سپس با استفاده از مدل فوق تاثیر اندازه قطرات فاز پراکنده برای سیستم آب-استون-تولوئن در یک ستون ضربه ای از نوع افقی-عمودی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که ضریب انتقال جرم مربوط به قطرات بزرگتر از مقدار بیشتری نسبت به قطرات کوچکتر برخوردار است اما فاز پراکنده ای که فراوانی قطرات کوچکتر آن بیشتر است از ضریب کلی حجمی انتقال جرم بالاتری برخوردارند. بنابراین اینگونه استنباط می شود هر عاملی که منجر به کاهش اندازه قطرات شود در مجموع منجر به بهبود عملکرد و راندمان ستون خواهد شد.

کلیدواژه ها:

استخراج مایع - مایع ، اندازه قطره ، ضریب انتقال جرم ، مدل اختلاط پیشرو ، الگوریتم بهینه سازی ، شبکه عصبی هوش مصنوعی