ارائه و تحلیل معادله های تجربی جدید در پدیده پیوند قطره با فصل مشترک فاز همگون و پدیده تشکیل بستر قطرات

این پژوهش، به منظور تعیین معادله های تحلیلی کارآمدی براساس عوامل فیزیکی - شیمیایی و عملیاتی موثر بر روی ((پدیده پیوند قطره با فصل مشترک فاز همگون )) و ((پدیده تشکیل بستر قطرات)) صورت گرفته است. بنابراین در مرحله نخست، به طراحی و ساخت دستگاه پیوند قطره - فصل مشترک و دستگاه استخراج تماس دهنده - صفحه چرخندده ‏‎(rdc)‎‏، اقدام گردیده است. نتایج به دست آمده از آزمایش های بخش مربوط به پدیده پیوند قطره، حاکی از آن است که:با افزایش اندازه قطره و یا میزان مسافت طی شده توسط آن برای رسیدن به محل استقرار در روی فصل مشترک، بر مقدار زمان صرف شده برای پیوند قطره افزوده می گردد و در حالتی که سامانه شیمیایی مورد بررسی از خصوصیت پیوند چند مرحله ای برخوردار باشد، افزایش همزمان قطره قطره و مسافت حرکت ان سبب کاهش تعداد مراحل پیوند و سوق دادن آن به سوی وضعیت پیوند یک مرحله ای می شود. در صورت وجود میزان بالایی از مقدار کشش بین سطحی یا نسبت بالای گرانروی های فازهای قطره و پیوسته، پدیده پیوند چند مرحله ای به ندرت اتفاق افتاده و یا به هیج وجه ملاحظه نگردیده است.وجود نوسان ها عمودی و افقی و یا ایجاد ضربه های ملایم خارجی وارده بر دستگاه آزمایش، باعث پایداری و افزایش عمر ان می شود. هم چنین، افزودن ماده فعال سطحی به هر یک از سامانه ها سبب کاهش چشمگیری در اندازه قطره می گردد که این امر به همراه افزایش غلظت ماده فعال، بر میزان زمان پیوند می افزاید و از سویی منجر به آغاز پدیده پیوند چند مرحله ای در سامانه های دارای مقدار متوسط گرانروی فاز قطره، می گردد. برای توقف این پدیده، نیاز به افزایش همزمان قطره قطره و غلظت ماده فعال سطحی می باشد. با محلول بودن ماده فعال در فاز قطره، اثر آن در افزایش زمان پیوند نمایان تر می گردد.در هنگام استفاده از مخلوط دو گانه ای از مواد فعال سطحی، به منظور توقف پیوند چند مرحله ای نیاز به افزایش نسبی غلظت یکی از دو ماده فعال سطحی و کاهش قطره قطره می باشد. دستاوردهای حاصل از آزمایش در ستون استخراج نیز بیانگر آن است که:در هنگام فقدان هر گونه فرآیند انتقال جرم؛ جریان فاز پیوسته به عنوان عامل بازدارنده ای در برابر ورود قطرات به بسترعمل می نماید و تاثیر آن نامحسوس است. افزایش هر یک از متغیرهای جریان حجمی فاز قطره و یا سرعت دوران محور مرکزی دستگاه، سبب افزایش ارتفاع بستر می گردد و میزان موجودی متوسط قطرات در داخل بستر تابع مستقیمی از جریان فاز قطره بوده ولیکن با افزودن سرعت دوران محور از میزان آن کاسته می شود.در هنگام رویداد انتقال جرم از فاز قطره به سوی فاز پیوسته، افزایش جریان حجمی فاز پیوسته سبب افزوده شدن بر میزان ارتفاع و موجودی متوسط بستر گردیده، اما باعث کاهش میزان ضریب انتقال جرم قطره و در نتیجه بازده استخراج در منطقه بستر می شود. تاثیر جریان فاز قطره بر روی همه موارد فوق الذکر، به صورت افزایشی است.در نهایت امر، پس از بررسی نتایج آزمایش های مذکور و تعیین عوامل بسیار مهم و موثر بر پدیده پیوند و پدیده تشکیل بستر قطرات، به تعیین و به دست آوری و پیشنهاد معادله های تحلیلی منطبق بر نتایج تجربی اقدام شده است. و سپس، با معادله های دیگر پژوهشگران مورد مقایسه و سنجش قرار داده شده است. نتایج حاصل از مقایسه، بیانگر تطابق خوب و مناسب معادله های پیشنهادی با نتایج تجربی و نیز معادله های دیگر محققان می باشد.