Modeling Interfacial Mass Transfer during the Dynamic Evolution of the Drop Size Density Distribution of Emulsions in Turbulent Pipe Flow

Abstract

Denne oppgaven har fokusert på å modelllere den dynamiske utviklingen av emulsjoners dråpestørrelsesfordeling i turbulent rørstrømning med og uten massebalansen for tensider. Først, ble smaspillet mellom koalesens og brytning av dråper studert ved å endre tilpasningsparametrene for koalesens- og brytningsfrekvens og tilpasningsparametrene for koalesens- og brytningseffektivitet. Til slutt, ble det gjort ett forsøk på å inkludere massebalansen for tensider i modellen. Den grunnleggende studien viste at koalesens er sterkere ved kortere axielle posisjoner i røret og ble svakere og svakere langs z-aksen. Brytning viste eksakt motsatt trend. L∞ varierte betydelig med endringer i tilpasningsparametrene for koalesens- og brytningsfrekvens. Det ble vist at når kω = kg1 har endring i disse parametrene av like stor størrelse ikke noe å si for fasongen til dråpestørrelsesdistribusjonen. Formen til dråpestørrelsesdistribusjonen viste stor varians når det ble gjort endringer i tilpasningsparametrene for koalesens- og brytningseffektivitet. Volumtetthetsdistribusjonen, fv, endret form som forventet når foskjellige sett med tilpasningsparametre ble undersøkt. Når massebalansen for tensider ble inkludert i modellen ble det observert få endringer i den gjennomsnittlige dråpestørrelsen til volumtetthetsdistribusjonen. Alt i alt fungerte modellen bra uten massebalansen og viste passende resultater når det ble gjort endringer i nøkkelparametre. Det var forventet større endringer i formen til tetthetsdistribusjonen når massebalansen for tensider ble inkludert i modellen, men disse endringene uteble. Det ble konkludert med at inklusjonen av den forsinkede Hamakerkonstanten i tilpasningsparameteren for koalesenseffektivitet ikke var tilstrekkelig for å beskrive dynamikken i de intermolekylære kreftene som virker på overflaten til dråpene.