The Influence of Impeller Geometry on the Gas Bubbles Dispersion in Uro-200 Reactor – RTD Curves

• Autorzy: Saternus M. , Merder T. , Pieprzyca J.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0461

Warianty tytułu

PL

Wpływ rodzaju wirnika na dyspersję pęcherzyków gazowych w reaktorze uro-200 – krzywe mieszania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

URO-200 reactor belongs to batch reactors used in refining process of aluminium and its alloys in polish foundries. The appropriate level of hydrogen removal from liquid aluminium can be obtained when the mixing of inert gas bubbles with liquid metal is uniform. Thus, the important role is played by the following parameters: flow rate of refining gas, geometry of the impeller, rotary impeller speed. The article presents the results of research conducted on physical model of URO-200 reactor. The NaCl tracer was introduced to water (modelling liquid aluminium) and then the conductivity was measured. Basing on the obtained results the Residence Time Distribution (RTD) curves were determined. The measurements were carried out for two different rotary impellers, flow rate equaled 5, 10, 15 and 20 dm3/min and rotary impeller speed from 250 to 400 rpm every 50 rpm.

PL

Reaktor URO-200 jest reaktorem cyklicznym stosowanym powszechnie w Polsce do procesu rafinacji aluminium i jego stopów. Odpowiedni stopień usuwania wodoru z ciekłego aluminium uzyskuje się wówczas, gdy wymieszanie ciekłego metalu z pęcherzykami gazu obojętnego jest równomierne. Ważną rolę odgrywają takie parametry procesowe jak: natężenie przepływu gazu, kształt wirnika oraz prędkość obrotowa rotora. W artykule przedstawiono wyniki badań w oparciu o model fizyczny reaktora URO-200. Mierzono konduktywność roztworu wodnego (modelującego ciekłe aluminium), do którego wprowadzano znacznik NaCl. W oparciu o otrzymane wyniki wykreślono krzywe mieszania RTD (Residence Time Distribution). Pomiary prowadzono dla dwóch różnych wirników przy natężeniu przepływu gazu 5, 10, 15 i 20 dm3/min oraz przy obrotach wirnika 250, 300, 350 i 400 obr/min.

Słowa kluczowe

EN

aluminium refining; gas dispersion; physical modelling; RTD curves

PL

rafinacja aluminium; dyspersja gazu; modelowanie fizyczne; krzywe RTD

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2887--2894
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Saternus M.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str, 40-019 Katowice, Poland

autor

Merder T.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str, 40-019 Katowice, Poland

autor

Pieprzyca J.

• Silesian University of Technology, Institute of Metals Technology, 8 Krasinskiego Str, 40-019 Katowice, Poland

Bibliografia

• [1] M. Saternus, Metalurgija 50 (4), 257-260 (2011).
• [2] M. B. Taylor, Aluminium 79 (1-2), 44-50 (2003).
• [3] J. Y. Oldshue, Fluid Mixing Technology, Chemical engineering, McGraw-Hill Publications Co., New York 1983.
• [4] K. Onopiak., J. Botor, Archives of Metallurgy and Materials 51 (3), 443-450 (2006).
• [5] M. Saternus, J. Botor, Metalurgija 48 (3), 175-179 (2009).
• [6] J. M. Chateau, Aluminium Times 04/05, 34-35 (2003).
• [7] D. C. Chesonis, D. H. De Young, E. Elder, R.O. Wood, Light Metals, TMS, 745-750 (2000).
• [8] S. Kato, Sumitomo Light Metal Techncial Report 34(3), 59-77 (1993).
• [9] Z. L ifeng, L. Xuewei, T.A. Tryg, M. Long, Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review 32 (3), 150-228 (2011).
• [10] T. Kumaresan, J.B. Joshi, Chemical Engineering and Processing 115 (3) 173-193 (2006).
• [11] G. Maeland, E. Myrbostad, K. Venus, Light Metals, TMS, 855-859 (2002).
• [12] E. Waz, J. Carre, P. Le Brun, A. Jardy, C. Xuereb, D. Ablitzer, Light metals, TMS, 901-907 (2003).
• [13] K. A. Carpenter, M. J. Hanagan, Light metals, TMS, 1017-1020 (2001).
• [14] P. Le Brun, Light Metals, TMS, 869-875, (2002).
• [15] P. J. Flisakowski, J.M. McCollum, R.A. Frank, Light Metals, TMS, 1041-1047 (2001).
• [16] B. Panic, Metalurgija 52 (2), 177-180 (2013).
• [17] M. Tkadleckova, P. Machovcak, K. Gryc, K. Michalek, L. Socha, P. Klus, Archives of Metallurgy and Materials 58, 1, 171-177 (2013).
• [18] M. Warzecha, J. Jowsa, T. Merder, Metalurgija 46 (4), 227-232 (2007).
• [19] A. Fornalczyk, S. Golak, R. Przyłucki, Archives of Civil and Mechanical Engineering 15 (1), 171-178 (2015).
• [20] M. Saternus, T. Merder, P. Warzecha, Solid State Phenomena 176, 1-10 (2011).
• [21] T. Merder, J. Pieprzyca, Steel Research International 11, 1029-1038 (2012).
• [22] B. Panic, K. Janiszewski, Metalurgija 53 (3), 331-334 (2014).
• [23] J. Barglik, A. S malcerz, R. Dolezel, Journal of Computational and Applied Mathematics 270, 231-240 (2014).
• [24] J. L. Camacho-Martinez, M.A. Ramirez-Argaez, A. Juarez- Hernandez, C. Gonzalez-R ivera, G. Trapaga-Martinez, Materials and Manufacturing Processes 27, 556-560 (2012).
• [25] R. Lift, J. R. Grace, M. E. Weber, Bubbles, drops and particles, Academic Press, New York 1978.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.