دانلود ترجمه مقاله سرعت بالا رونده قطره و رفتار دینامیک سیال در سیستم های تست استاندارد

1. مقدمه 2. بررسی های تجربی 3. مدل ریاضیاتی و روش عددی 4. نتایج و بحث و بررسی 5. نتیجه گیری

چکیده – رفتار دینامیک سیال مربوط به تک قطره های آلی که در یک محیط مایع راکد و ساکن بالا می رود به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار می گیرد. سه سیستم تست استاندارد برای استخراج مایع/مایع توسط فدراسیون مهندسی شیمی اروپا (EFCE) توصیه شده است، اما مولفه انتقال مربوطه برای این بررسی ها انتخاب نشده است: تولوئن/آب، ان-بوتیل استات/آب، و ان-بوتانول/آب، که اینها بترتیب نماینده سیستم های دارای کشش مرز مشترک زیاد، متوسط و کم می باشند. شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار آکادمیک NAVIER که مجهز به نمایش مرز مشترک تیز و فرمولاسیون تغییراتی منحنی الخط می باشد، انجام می شوند. اعتبار همبستگی ها و همچنین نتایج بدست آمده بوسیله شبیه سازی عددی از نظر سرعت بالا رفتن نهایی، نسبت ابعادی و شروع نوسانات شکل به بحث گذاشته می شود. نتایج عددی همخوانی عالی با نتایج تجربی در هر سه سیستم تست نشان می دهد و همچنین همخوانی عالی با شبیه سازی های سیستم ان-بوتانول/آب اخیراً منتشر شده توسط برتاکیس و همکاران (2010) دارند. روش عددی ارائه شده برای طیف گسترده ای از کشش های مرز مشترک کاربرد می تواند داشته باشد، درحالی که همبستگی های بررسی شده با کاهش کشش مرز مشترک، دقت خود را از دست می دهند. مقدمه: سرعت قطره ها یک پارامتر اساسی و مهم در بسیاری از کاربردهای صنعتی، بخصوص در فرآیندهای استخراج مایع/مایع که یک فاز مایع در مایع محیطی دیگر پراکنده می شود، می باشد. صعود و سقوط آزاد تک قطره ها بندرت در تجهیزات صنعتی رخ می دهد که علت آن چندین دلیل مانند اثرات دسته یا دیواره، تاثیر انتقال جرم یا تاثیر مسائل داخلی و غیره می باشند. با این حال، صعود یا سقوط آزاد یک تک قطره در یک سیال با وسعت نامحدود مبنای همه رویکردهای مدل سازی گسترده تر می باشد و بنابراین پارامتر طراحی مهمی می باشد.

The fluid dynamic behavior of single organic droplets rising in a quiescent ambient liquid is investigated experimentally and numerically. Three standard test systems for liquid/liquid extraction recommended by the European Federation of Chemical Engineering (EFCE) but without the respective transfer component have been chosen for the investigations: toluene/water, n-butyl acetate/water, and n-butanol/water, representing systems with high, medium, and low interfacial tension. Simulations are performed using the academic code Navier, which features a sharp interface representation and a variational formulation of the curvature. The validity of both correlations and the results obtained by dynamic numerical simulation is discussed in terms of terminal rise velocity, aspect ratio, and the onset of shape oscillation. The numerical results show excellent agreement with experiments in all three test systems, and with simulations in the n-butanol/water system published recently by Bertakis et al. (2010). The presented numerical method is applicable for a wide range of interfacial tension, whereas the investigated correlations lose accuracy with decreasing interfacial tension. Introduction: The velocity of droplets is a crucial and important parameter in many industrial applications, particularly in liquid/liquid extraction processes where one liquid phase is dispersed in an ambient liquid. Freely rising or falling single droplets rarely occur in industrial equipment due to several reasons such as swarm or wall effects, influence of mass transfer or influence of internals, etc. Nevertheless, the free rise or fall of single droplets in a fluid of unrestricted extent is the basis of all further modelling approaches and thus an important design parameter.