بررسی نظریه آشفتگی کولموگروف و تعیین ضریب نفوذ دارسی در بستر آکنده دوار

بستر آکنده دوار به عنوان یکی از برجسته ­ترین تجهیزات تشدید فرایند مستلزم مطابقت با نظریه­ های انتقال جرم حاکم بر سامانه­ های جداسازی است. در این میان رابطه­ ی دارسی به عنوان یکی از مطرح­ ترین مدل­ ها برای پیش ­بینی سرعت حرکت سیال در محیط­ های متخلخل و نظریه آشفتگی کولموگروف (با توجه به شرایط خاص عملیاتی  این سامانه مانند سرعت دورانی بالا) از مناسب ­ترین نظریه­ ها برای بررسی وضعیت یدرودینامیکی بستر آکنده دوار است. مطالعه تجربی نظری صورت گرفته در این پژوهش بر پایه مبانی نظری مدل دارسی و همچنین نظریه آشفتگی کولموگروف است که با هدف مطالعه وضعیت افت فشار و اندازه قطره­ های موجود در سامانه (با درنظر گرفتن شرایط عملیاتی حاکم بر بستر آکنده دوار) انجام شد. معادل سازی عامل­ های اساسی هریک از این دو نظریه در این سامانه سرانجام منجر به پیش­بینی قطر متوسط قطره­ های موجود در بخش پرشده و ارایه مدلی برای ضریب نفوذ دارسی شد. در این راستا، پس از بررسی اثرپذیری  افت فشار از سه متغیر عملیاتی (سرعت چرخش بستر و نرخ جریان دو فاز ورودی درگیر در فرایند) عملکرد مدل­ ارایه شده در تعیین ضریب نفوذ دارسی ارزیابی شد. مقدار ۹۵/۰ برای عامل همبستگی در این مقایسه به روشنی بیانگر دقت قابل پذیرش فرضیه ­ها و معادل ­سازی ­های صورت گرفته بود که در نتیجه آن درستی رابطه به­ دست آمده در پیش­ بینی نظری میزان افت فشار بسترهای آکنده دوار (بدون نیاز به انجام آزمایش ­های هیدرودینامیکی) تایید شد. افزون بر این، مقایسه مقدارهای تجربی دردسترس  قطر متوسط قطره­ های موجود در بستر (گزارش شده توسط سایر پژوهشگران در پژوهش­ های پیشین) و همچنین مقدارهای محاسبه شده با بهره ­گیری از مدل­های ارایه شده با نتیجه ­های به­ دست آمده با استفاده از مبانی نظری آشفتگی کولموگروف انجام شد که مطابق با آن قابلیت پذیرش بالا­تر این نظریه نسبت به سایر رابطه ­ها و مدل­ های ارایه شده در پیش­بینی مقدارهای نزدیک­تر با داده ­های تجربی به روشنی مشهود بود.

کلیدواژه ها:

نظریه آشفتگی کولموگروف ، افت فشار ، ضریب نفوذ دارسی ، بستر آکنده دوار