Wielokanałowy system obiektowej analizy obrazu narzędziem do identyfikacji przepływów dwufazowych

• Autorzy: Czernek K. , Filipczak G. , Witczak S.

Warianty tytułu

EN

Multichannel system of objective image analysis as a tool for identification of two-phase flows

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dokonano oceny możliwości wykorzystania układu optoelektronicznego do pomiaru wielkości opisujących hydrodynamikę filmu cieczy przy dwufazowym przepływie cieczy bardzo lepkiej i gazu. Podano metodykę prowadzenia pomiarów oraz ich wyniki w odniesieniu do współprądowego opadającego przepływu pierścieniowego powietrze-olej. Identyfikację parametrów przepływu pierścieniowego prowadzono przy zmiennej lepkości oleju oraz w szerokim zakresie zmian wartości prędkości pozornych obu faz. Pozwalało to na identyfikację warunków przepływu w zakresie zróżnicowanego charakteru przepływu fazy gazowej, przy laminarnym przepływie warstewkowym cieczy. Otrzymane wyniki badań posłużyły do opracowania zależności korelacyjnych charakteryzujących dynamikę pierścieniowego dwufazowego przepływu gazu i cieczy bardzo lepkiej, w tym lokalnej grubości filmu oraz natury jego zafalowania. Zastosowana metodyka pomiaru i identyfikacji parametrów filmu cieczy w przepływie dwufazowym gaz-ciecz lepka została także wykorzystana do oceny powierzchni międzyfazowej co ma istotne znaczenie dla realizacji wielu operacji jednostkowych związanych z wykorzystaniem rurowych aparatów warstewkowych w procesach wymiany ciepła lub masy.

EN

An evaluation of the possibility of using an optoelectronic system to measure the liquid film flow parameters resulting from the hydrodynamics of two-phase flow of very viscous liquid and gas is described. The methodology of measurements and the results in relation to the falling co-current air-oil annular flow are presented. The identification of the film liquid parameters was carried out using the oils with very high viscosity and variable in broad range of superficial velocities of gas and liquid phases. This allowed for identification of the flow conditions in diversified range of flow character of the gas phase, with a laminar flow of the liquid film. The results obtained were used to find a correlation describing the dynamics parameters of the annular two-phase flow for very viscous liquid, including a passing film thickness and the condition nature of its waves motion (undulations). The measuring methodology of the annular liquid film flow has also been used to evaluate the interfacial area as an important value for realization of many unit operations relating to use of film flow heat or mass transfer.

Słowa kluczowe

PL

optoelektroniczny układ pomiarowy; ciecz bardzo lepka; przepływ dwufazowy gaz-ciecz

EN

optoelectronic measuring system; highly viscous liquid; two-phase gas-liquid flow

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 2
• Strony: 36--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czernek K.

• Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Procesowej, Politechnika Opolska

autor

Filipczak G.

• Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Procesowej, Politechnika Opolska

autor

Witczak S.

• Wydział Mechaniczny, Katedra Inżynierii Procesowej, Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Alekseenko S., Antipin V., Cherdantsev A., Kharlamov S., Markovich D.: Two wave structure of liquid film and wave interrelation in annual gas-liguid flow with and without entrainment, Physic of Fluids, vol. 21, issue 6, 2009, pp. 061701-061701.4
• [2] Bin S. Hongjian Z. Lu C., Yuxiao Z.: Flow Regime Identification od Gas-liquid twophase Flow Based on HHT, Chinese Journal Chemical Engineering, vol. 14, issue 1, 2006, 24-30
• [3] Boden S., Bieberle M. Hampel U.: Quantitative measurement of gas hold-up distribution in a stirred chemical reactor using X-ray cone-beam computed tomography, Chemical Engineering Journal, vol.139, Issue 2, 2008, pp.351-
• [4] Celata G. P., D’Annibale F., Di Marco P. Memoli G., Tomiyama A.: Measurements of rising velocity of a small bubble in a stagnant fluid in one- and two-component systems, Experimental Thermal and Fluid Science, vol.31, Issue 6, 2007, 609-623.
• [5] Clayton T., Crowe C., Sommerfeld M., Tsuji Y.: Multiphase flows with droplets and particles Second Edition, CRC Press Taylor&Francis Group, Nowy Jork 2012.
• [6] Czernek K.: Hydrodynamiczne aspekty projektowania aparatów cienkowarstewkowych dla cieczy bardzo lepkich Studia i monografie, z. 347, Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, Opole, 2013.
• [7] Czernek K., Filipczak G., Witczak S.: Dynamika pierścieniowego dwufazowego przepływu gazu i cieczy bardzo lepkiej, Przemysł Chemiczny, t.87, nr 2, 2008, ss.105-110
• [8] Deng X. Dong F., Xu L. J., Liu X. P., Xu L. A.: The design of a dual-plane ERT system for cross correlation measurement of bubbly gas/liquid pipe flow, measurement Science and technology, vol. 8, 2001, pp. 1024-1031
• [9] Heindela T. J., Gray J. N., Jensen T. C.: An X-ray system for visualizing fluid flows, Flow Measurement and Instrumentation, vol.19, Issue 2, 2008, pp.67-78.
• [10] Inada F., Drew D. A., Lahey R. .: An analytical study on interfacial wave structure between the liquid film and gas core in a vertical tube, International Journal of Multiphase Flow, vol.30, Issues 7-8, 2004, pp.827-851.
• [11] Jong J., Salazar J. P. L. C., Woodward S. H., Collins L. R., Meng H.: Measurement of inertial particle clustering and relative velocity statistics in isotropic turbulence using holographic imaging, International Journal of Multiphase Flow, vol.36, Issue 4, 2010, pp.324-332.
• [12] Troniewski L.: Aparaty z hydraulicznie wytwarzanym filmem cieczy, Studia i monografie, z.14, WSI w Opolu, Opole, 1989.
• [13] Troniewski L., Witczak S., Czernek K.: Hydrodynamics and heat transfer during two-phase gas-high viscous liquid flow in film reactor, Chemical and Process Engineering, (2006), vol.27, pp.1341-1359.