بررسی تاثیر اندازه قطرات فاز پراکنده بر ضریب انتقال جرم ستون‌های استخراج ضربه‌ای، با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی هوشمند

در این پژوهش تاثیر توزیع اندازه قطرات فاز پراکنده بر ضریب انتقال جرم ستون‌های استخراج مایع-مایع از نوع ضربه‌ای با استفاده از مدل اختلاط پیشرو و به کمک الگوریتم بهینه‌سازی هوشمند مورد بررسی قرار گرفته است. همه مدل‌های جریان فازی برای سادگی از یک اندازه میانگین قطره برای فاز پراکنده استفاده می‌کنند و به طبع یک ضریب انتقال جرم متوسط حاصل می‌شود. با توجه به اینکه در ستون‌های ضربه‌ای از موج‌های ضربه‌ برای پراکنده کردن قطرات در فاز پیوسته استفاده می‌شود لذا با توزیع اندازه قطرات در فاز پراکنده مواجه می‌شویم که فرض اندازه متوسط می‌تواند 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 پش‌بینی رفتار آنها به دلیل تعداد بالای پارامترهای مجهول، جز با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی 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 پراکنده‌ای که فراوانی قطرات کوچکتر آن بیشتر است از ضریب کلی حجمی انتقال جرم بالاتری برخوردارند. بنابراین اینگونه استنباط می‌شود هر عاملی که منجر به کاهش اندازه قطرات شود در مجموع منجر به بهبود عملکرد و راندمان ستون خواهد شد.