Badanie transportu masy i charakterystyki mieszania w przepływie segmentowym

• Autorzy: Dzierla J. , Staszak M. , Alejski K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2018.12.2

Warianty tytułu

EN

Study on mass transport and mixing characteristics in slug flow

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano transport masy w przepływie segmentowym generowanym w mikroreaktorze typu T o średnicy wewnętrznej 3 mm. Przebieg reakcji śledzono dzięki zmianie barwy błękitu bromotymolowego podczas neutralizacji wodnego roztworu wodorotlenku sodu kwasem octowym. Analiza fotografii pozwoliła zaobserwować niejednolitość w rozkładzie stężeń oraz wykazała zależność długości segmentów obu faz od objętościowego natężenia przepływu. Obecność stref martwych o słabym mieszaniu udało się potwierdzić z wykorzystaniem technik CFD (computational fluid dynamics). Przedstawiono drogę transportu masy wewnątrz segmentów z wykorzystaniem mapy wektorowej prędkości w przekroju poprzecznym segmentu. Wykazano również zależność pomiędzy szybkością reakcji a wartością dyssypacji energii, która może stanowić podstawę do szacowania szybkości wymiany masy w mikroreaktorach.

EN

The mass transport in the segmented flow generated in a T-type microreactor (internal diam. 3 mm) was monitored by changing the color of the bromothymol blue during neutralizing NaOH with AcOH. A heterogeneity in the distribution of concns. and a relationship between the length of segments and volumetric flow rate were obsd. The presence of dead zones with poor mixing was confirmed by using computational flow dynamics techniques. The relationship between the reaction rate and the energy dissipation was also shown.

Słowa kluczowe

PL

CFD; obliczeniowa mechanika płynów; transport masy; mikroreaktory

EN

CFD; Computational Fluid Dynamics; mass transport; microreactors

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 97, nr 12
• Strony: 1998--2002
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., il., rys., tab.

Twórcy

autor

Dzierla J.

• doktorant, Zakład Inżynierii Procesowej, Instytut Technologii Chemicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska, ul. Berdychowo 4, 60-965 Poznań

autor

Staszak M.

• Politechnika Poznańska

autor

Alejski K.

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] M.N. Kashid, Y.M. Harshe, D.W. Agar, Ind. Eng. Chem. Res. 2007, 46, nr 25, 8420.
• [2] P. Plouffe, D.M. Roberge, A. Macchi, Chem. Eng. J. 2016, 300, 9.
• [3] A. Woitalka, S. Kuhn, K.F. Jensen, Chem. Eng. Sci. 2014, 116, 1.
• [4] L. Zhang, V. Hessel, J. Peng, Q. Wang, L. Zhang, Chem. Eng. J. 2017, 307, 1.
• [5] K. Wang, G. Luo, Chem. Eng. Sci. 2017, 169, 18.
• [6] D. Tsaoulidis, V. Dore, P. Angeli, N.V. Plechkova, K.R. Seddon, Int. J. Multiphase Flow 2013, 54, 1.
• [7] J. Jovanović, W. Zhou, E.V. Rebrov, T.A. Nijhuis, V. Hessel, J.C. Schouten, Chem. Eng. Sci. 2011,66, nr 1, 42.
• [8] L. Liu, O.K. Matar, G.F. Hewitt, Chem. Eng. Sci. 2006, 61, nr 12, 4022.
• [9] W.A. Gaakeer, M.H.J.M. de Croon, J. van der Schaaf, J.C. Schouten, Chem. Eng. J. 2012, 207-208, 440.
• [10] B. Xu, W. Cai, X. Liu, X. Zhang, Chem. Eng. Res. Des. 2013, 91, nr 7, 1203.
• [11] G. Liu, K. Wang, Y. Lu, G. Luo, Chem. Eng. J. 2014, 258, 34.
• [12] A. Ghaini, M.N. Kashid, D.W. Agar, Chem. Eng. Proc. 2010, 49, nr 4, 358.
• [13] K. Wang, L. Li, P. Xie, G. Luo, React. Chem. Eng. 2017, 2, 611.
• [14] G.M.S. Nandagopal, E. Abraham, N. Selvaraju, Chem. Eng. J. 2017, 309, 850.
• [15] D. Tsaoulidis, P. Angeli, Chem. Eng. J. 2015, 262, 785.
• [16] A.A. Yagodnitsyna, A.V. Kovalev, A.V. Bilsky, Chem. Eng. J. 2016, 303, 547.
• [17] Y. Li, D.G. Yamane, S. Li, S. Biswas, R.K. Reddy, J.S. Goettert, K. Nandakumar, C.S.S.R. Kumar, Chem. Eng. J. 2013, 217, 447.
• [18] N. Aoki, S. Tanigawa, K. Mae, Chem. Eng. J. 2011, 167, nr 2-3, 651.
• [19] Q. Li, P. Angeli, Chem. Eng. J. 2017, 328, 717.
• [20] J.U. Brackbill, D.B. Kothe, C. Zemach, J. Comput. Phys. 1992, 100, nr 2, 335.
• [21] W.E. Lorensen, H.E. Cline, Comp. Graph. 1987, 21, nr 4, 163.
• [22] J. Dzierla, M. Staszak, K. Alejski, Inż. Ap. Chem. 2018, 57, nr 3, 57.
• [23] T. Vandermeersch, R. Goovaerts, J. Luyten, J.F.M. Denayer, W. De Malsche, Chem. Eng. J. 2015, 279, 9.
• [24] W. Tanthanichakoon, N. Aoki, K. Matsuyama, K. Mae, Chem. Eng. Sci. 2006, 61, nr 13, 4220.

Uwagi

Praca finansowana ze środków MNiSW w ramach dotacji na utrzymanie potencjału badawczego WydziałuTechnologii Chemicznej, Politechniki Poznańskiej na rok 2018, nr 03/32/DSPB/0807.