شبیه سازی هیدرودینامیکی قطرات استخراج مایع- مایع و تاثیر انتقال جرم بر هیدرودینامیک

شبیه سازی هیدرودینامیکی و انتقال جرمی قطره تولوئن بالارونده در سیال ساکن آب مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی هیدرودینامیکی از روش حجم سیال با مدل کشش سطحی CSSو روش PLIC استفاده شد. قطرات در سه رژیم کروی، چرخشی و نوسانی شبیه سازی شدند و همخوانی بسیار خوب با نتایج تجربی با میانگین خطای ۶۳/۳% به دست آمد. همچنین مدل هیدرودینامیکی تحقیق حاضر توانست رژیم نوسانی قطره را در قطر mm ۴/۴ و قطر قطره با سرعت بیشینه را در قطر mm ۵/۳ پیش بینی نماید که دارای همخوانی بسیار خوب با نتایج تجربی بود. در گام بعدی شبیه سازی، به منظور تاثیر انتقال جرم در سرعت قطرات تولوئن mm ۲، معادلات انتقال جرمی به شبیه سازی ها اضافه شد. تمامی خواص سیال در شبیه سازی ها به غیر از کشش سطحی ثابت نظر گرفته شد. نتایج شبیه سازی نشان داد بدون در نظر گرفتن تابعیت کشش سطحی با غلظت، سرعت شبیه سازی شده با نتایج تجربی موجود در مقالات دارای میانگین خطای ۸۳% بود که با درنظرگرفتن آن میزان خطا تا حدود ۲% کاهش یافت. گزارش خطوط جریان، شکل قطرات، سرعت محوری و سرعت حدی از نتایج دیگر این تحقیق است.

Keywords:

شبیه سازی عددی , مدل حجم سیال , استخراج مایع- مایع , انتقال جرم , هیدرودینامیک