بررسي تاثير اندازه قطرات فاز پراكنده بر ضريب انتقال جرم ستون‌هاي استخراج ضربه‌اي، با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي هوشمند

Investigating the impact of dispersed phase drop size on the mass transfer coefficient in the pulsed extraction columns, using intelligent optimization algorithms

در اين پژوهش تاثير توزيع اندازه قطرات فاز پراكنده بر ضريب انتقال جرم ستون‌هاي استخراج مايع-مايع از نوع ضربه‌اي با استفاده از مدل اختلاط پيشرو و به كمك الگوريتم بهينه‌سازي هوشمند مورد بررسي قرار گرفته است. همه مدل‌هاي جريان فازي براي سادگي از يك اندازه ميانگين قطره براي فاز پراكنده استفاده مي‌كنند و به طبع يك ضريب انتقال جرم متوسط حاصل مي‌شود. با توجه به اينكه در ستون‌هاي ضربه‌اي از موج‌هاي ضربه‌ براي پراكنده كردن قطرات در فاز پيوسته استفاده مي‌شود لذا با توزيع اندازه قطرات در فاز پراكنده مواجه مي‌شويم كه فرض اندازه متوسط مي‌تواند از خطاي قابل توجهي برخوردار باشد. بنابراين در اين پژوهش مدل اختلاط پيشرو به نحوي توسعه داده شده است كه بتوان توزيع اندازه قطرات فاز پراكنده و تاثير آن بر ضريب انتقال جرم را مورد بررسي قرار داد كه در اين حالت به تعداد اندازه قطرات فاز پراكنده، ضريب انتقال جرم وجود دارد كه پش‌بيني رفتار آنها به دليل تعداد بالاي پارامترهاي مجهول، جز با استفاده از الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي هوشمند امكانپذير نيست. سپس با استفاده از مدل فوق تاثير اندازه قطرات فاز پراكنده براي سيستم آب-استون-تولوئن در يك ستون ضربه اي از نوع افقي-عمودي مورد بررسي قرار گرفت و مشاهده شد كه ضريب انتقال جرم مربوط به قطرات بزرگتر از مقدار بيشتري نسبت به قطرات كوچكتر برخوردار است اما فاز پراكنده‌اي كه فراواني قطرات كوچكتر آن بيشتر است از ضريب كلي حجمي انتقال جرم بالاتري برخوردارند. بنابراين اينگونه استنباط مي‌شود هر عاملي كه منجر به كاهش اندازه قطرات شود در مجموع منجر به بهبود عملكرد و راندمان ستون خواهد شد.