Liquid–liquid dispersion system in a moving baffle OBC: a numerical and theoretical study
Notice bibliographique
Résumé
Liquid-liquid dispersion is prevalent in the chemical industries to create a larger interface between the phases that can intensify the chemical processes, such as liquid extractions and heterogeneous reactions. Oscillatory baffled columns (OBCs) have emerged as alternatives to conventional commercial columns in which external components apply an oscillating flow. A computational fluid dynamics (CFD) approach coupled with the factorial design of the experiment method was employed to study the effect of main geometrical and operational factors, including free baffle area (known as α), amplitude, and frequency along with their interactions on minimum droplet diameter (dmin), maximum droplet diameter (dmax), and Sauter mean diameter (d32). The ANOVA p-values showed that the interaction between frequency and all the other main factors was insignificant for all responses. In addition, α did not have a significant impact on the dmax in the system, and amplitude had the most substantial impact on all the responses (i.e., dmin, dmax, and d32) among all the factors. It was found that the higher amplitude, higher frequency, and smaller α resulted in smaller d32 which can provide higher interfacial area, higher mass transfer, and higher reaction rate for the processes such as suspension polymerization and liquid-liquid extractions. In addition, the larger α provided a narrower range of droplets (dmax−dmin), which is of significance for polymerization processes. Mathematical models were also developed for dmin, dmax, and d32 using regression analysis with a reasonable level of accuracy. For the first time, semi-theoretical models were proposed for dmin and dmax in an OBC by combining the models existing in the literature for dmin and dmax and a quasi-steady-state model for energy dissipation rate in an OBC. The proposed models can be used to predict the parameters mentioned above by having geometrical and operational parameters, which help design suitable OBCs for a desired liquid-liquid dispersion system. A visual assessment of the d32 and the dispersed phase volume fraction was also accomplished, showing larger droplets tended to be closer to the wall. Besides, a very uniform dispersed phase volume fraction throughout the OBC indicated the suitability of the column for such processes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».