مدل سازی و شبیه‌سازی ستون استخراج ضربه ای سینی دار به‌همراه موازنه جمعیت قطره ها

در این پزوهش از یک مدل دقیق فیلمی با در نظر گرفتن اختلاط پیش رو برای پیش‌بینی رفتار انتقال جرمی ستون استخراج سینی دار ضربه ای استفاده‌شده است. برای توصیف هیدرودینامیک ستون از مدل پایای موازنه جمعیت استفاده شد. معادله های مدل سازی شامل معادله های قطره های فاز پراکنده و معادله های دیفرانسیل پاره ای بوده که به‌طور هم‌زمان با استفاده از روش های خط ها و تفاضل مرکزی حل شدند. سامانه ی مورد بررسی در این پژوهش آب اتیل استات بود. قطر میانگین و توزیع اندازه قطره ها در دو حالت حجمی با استفاده از مدل توسعه‌یافته محاسبه شدند. نتیجه های شبیه سازی با داده های تجربی مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقایسه نتیجه ها نشان داد که قطر میانگین قطره های دارای 0.65 % خطا نسبت به داده‌های تجربی داشته درحالی‌که خطای رابطه نیمه تجربی 8.36 % می‌باشد. مد ل سازی دقیق ستون با اعمال تغییرهای اندازه قطره ها توسط موازنه جمعیت قطره ها در طول ستون استخراج نشان داد که مدل توافق خوبی با داده‌های تجربی دارد.

Modeling and Simulation of Pulsed SievePlate Extraction Column with Droplet Population Balance

In this research, a film model, considering forward mixing for the prediction of mass transfer behavior of a pulsed sieveplate extraction column was applied.  For modeling the column hydrodynamic, a dynamic droplet population balance model (DPBM) has been used. The model equations, including disperse phase droplet and partial differential equations, were solved simultaneously using central differential and method of lines methods. The model was studied with waterethyl acetate as a working system. The mean drop size and its distribution (in both volume and number) were calculated by the model. The model error for mean drop size is 0.65 % whereas the error of the correlation model for the same data is 8.36 %. The exact modeling of the column applying droplet size variations by droplet mass balance during the extraction column showed that the model has good agreement with experimental data.