مطالعه و شبیه سازی اندازه متوسط قطره و توزیع اندازه قطره ایجاد شده در سامانه های متلاطم پراکنده مایع مایع در درصدهای بالای فاز پراکنده در حالت پایا

در این تحقیق، اندازه متوسط قطره و توزیع اندازه قطره که مهم ترین عامل ها در سامانه های پراکنده مایع مایع می باشند در گستره ی وسیعی از درصد فاز پراکنده برای چهار سامانه متفاوت فاز پراکنده غیر ویسکوز (یعنی اتیل هگزانوآت، تولوئن، کروزن و فنیتول) در آب مطالعه شده است. فازهای پراکنده ای که در غلظت های 5 تا 50 درصد حجمی استفاده شده اند، به وسیله ی همزن توربینی راشتون با سرعت های گردشی متغیر بین 300 تا 700 دور بر ثانیه متلاطم شده اند. توزیع اندازه قطره به وسیله ی یک روش آندوسکوپی اندازه گیری شده است. توزیع های اندازه قطره در سامانه های به هم خور از تعادل پویایی که بین بهم پیوستن و شکسته شدن قطره ها وجود دارد به دست می آید.
از آنجا که رابطه تصحیح شده ی مرسوم قطر ساتر را به ویژه در نسبت های بالای فاز پراکنده تا حدودی غیر دقیق تخمین می زند و وابستگی خطی قطر ساتر به درصد فاز پراکنده مورد تردید قرار گرفته است؛ در چهارچوب نظریه ی کلاسیک هاینز کولموگروف یک معادله ی دو پارامتری جدید معرفی شده است که قطر متوسط ساتر را به عدد وبر در درصدهای بالای فاز پراکنده به طور بسیار قابل اطمینان تری رابطه می دهد.
همچنین در این مطالعه تابع توزیع نرمال خطی در شکل تجمعی آن برای تطبیق با داده های تجربی با توافق مطلوبی به کار رفته است. برای تغییرات انحراف استاندارد نسبی با قطر متوسط ساتر و درصد فاز پراکنده نیز رابطه ای به دست آمده است. برای تشریح ریاضی توزیع های اندازه ی قطره، با استفاده از روش تقسیم بندی متغیرها، معادله ی موازنه ی جمعیتی حل شده است. برای بیان فرکانس شکستن و بهم پیوستن قطره ها از مدل معروف کولالوگلو و تاولاریدس استفاده شده است و پارامترهای مدل با استفاده از روش مربع کمترین خطاها به دست آمده است.
نتیجه ها نشان داد در صورتی که پارامترهای مدل برای یک سرعت دورانی به ویژه به دست آمده باشند، شبیه سازی توزیع های اندازه قطره با داده ای تجربی دارای توافق خوبی می باشد، اما از آنجا که پارامترهای مدل به صورت تابعی از انرژی اعمال شده می باشد، لذا بایستی این مدل ها بهبود یابند.