Wyznaczanie parametrów pojedynczego pęcherza gazowego wznoszącego się w ciekłym metalu i poprzecznym polu magnetycznym impulsową, ultradźwiękową metodą echa

• Autorzy: Andruszkiewicz Artur

Warianty tytułu

EN

Determination of the parameters of a single gas bubble rising in liquid metal and transverse magnetic field by ultrasonic pulse echo method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tematyka artykułu dotyczy wyznaczania parametrów pojedynczego, wznoszącego się pęcherza w ciekłym metalu i w polu magnetycznym. Badania przeprowadzono przy wykorzystaniu impulsowej, ultradźwiękowej metody echa. W artykule przedstawiono metodę pomiaru. Na podstawie uzyskanych wyników pokazano, że pęcherze wznoszą się praktycznie prostoliniowo, co oznacza, że ich prędkością końcową jest prędkość wznoszenia, w związku z czym pozostałe składowe są do pominięcia. Następnie obliczono prędkości pojedynczych pęcherzy, współczynniki oporu i przedstawiono je w zależności średnicy zastępczej oraz liczby Reynoldsa. W końcowej części artykułu pokazano zależność liczb charakterystycznych Webera, Eotvosa i Mortona od liczby Reynoldsa.

EN

The subject of the article concerns the determination of the parameters of a single, rising bubble in liquid metal and in a magnetic field. The research was carried out using the ultrasonic pulse echo method. The article presents the measurement method. On the basis of the obtained results, it has been shown that the bubbles rise practically in a straight line, which means that their final velocity is the rising velocity, and therefore the remaining components can be ignored. Then, individual bubble velocities and drag coefficients were calculated and presented in relation to the equivalent diameter and Reynolds number. The final part of the article shows the dependence of the characteristic numbers: Weber, Eotvos and Morton on the Reynolds number.

Słowa kluczowe

PL

przepływ dwufazowy; metoda ultradźwiękowa; parametry pęcherza gazowego; liczby charakterystyczne

EN

two-phase flow; ultrasonic method; gas bubble parameters; characteristic numbers

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 5
• Strony: 45--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz. rys., tab.

Twórcy

autor

Andruszkiewicz Artur

• Wydział Mechaniczno-Energetycznym Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• [1] Mosdorf, R. : Badania dynamiki lokalnych zjawisk wrzenia. Wydawnictwo Politechniki Białostockiej, Białystok 2005.
• [2] Kaiser, E.: Electromagnetic Sensor for the Detection of Liquid and Gas Movement Induced by Ascending Bubbles in Liquid Metal. Tm – Technisches Messen 2004, München 71 H. 6, S. 349 -357.
• [3] Kaiser, E.: Wirbelstromsensoren als Blasendetektor in der Zweiphasenströmung Gas/Flüssigmetall. Chemie Ingenieur Technik 2004, 76 H.3, S.286-288 WILEY-VCH Verlag Weinheim.
• [4] Brauer, H.: Grundlagender Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Arau und Frankfurt am Main, 1971.
• [5] Keplinger,O., Shevchenko,N., Eckert,S.: Experimental investigation of bubble breakup in bubble chains rising in a liquid metal, Journal of Multiphase Flow 2019, v.116, 39-50.
• [6] Keplinger,O., Shevchenko,N., Eckert,S.: Visualization of bubble coalescence in bubble chains rising in a liquid metal, Journal of Multiphase Flow 2018, v.105, 159-169.
• [7] Akashi, M., Keplinger,O., Shevchenko,N., Anders S., Reuter, M.A., Eckert,S.: X-ray rradioscopic visualization of bubbly flow through a top submerged lance into a liquid metal, Metallurgical and Materials Trasactions B, 2020, 51, 124-129.
• [8] Takeda, Y.: Ultrasonic Doppler velocity profiler for fluid flow. Springer , Japan 2012.
• [9] Zhang, Ch., Eckert, S., Gerbeth, G. : Experimental study of single bubble motion in a liquid metal column exposed to a DC magnetic field, International Journal of Multiphase Flow Volume 2005, 31, Issue 7, 824-842.
• [10] Zhang, Ch.: Liquid metal flows driven by gas bubbles in a static magnetic field. Dissertation TU Dresden 2009, Fakultät Maschinenwesen.
• [11] Eckert, S., Gerbeth,G., Melnikov,V.I.: Velocity measurements at high temperatures by ultrasound Doppler Velocimetry using an acoustic wave guide, Experiments in Fluids , 2003,35, 381-388.
• [12] Eckert, S., Gerbeth, G.: Messung von Geschwindigkeitsfeldern in Flüssigmetallen mit der Ultraschall-Doppler-Methode, Technisches Messen, 79(9),410-416,2012.
• [13] Povolny, A., Kikura, H., Ihara, T.: Ultrasound Pulse-Echo Coupled with a Tracking Technique for Simultaneous Measurement of Multiple Bubbles, Sensors 2018,18:1327.
• [14] Povolny, A., Batsaikhan M., Ihara, T.,Takahashi, H., Kikura, H.: Bubble size measurement by the ultrasonic pulse echo with tracking technique, JFCMV 2019,v.7, no.1.
• [15] Hofmann, B. Kaiser E.: Experimental determination of motion parameters of gas bubbles rising in a liquid metal. 4th Euromech Fluid Mechanics Conference, Eindhoven University of Technology, 2003.
• [16] Hofmann, B., Rockstroh, M.: Two-phase flow measurements by means of the ultrasonics NDT instrumentation and technique. Proccedings the first JOINT Belgian -Hellenic Conference on non destructive testing. Grecce 22-23 may 1995.
• [17] Andruszkiewicz, A., Eckert, K., Eckert, S., Odenbach, S.: Gas bubble detection in liquid metals by means of the ultrasound transit-time-technique, The European Physical Journal Special Topics 2013, v. 220, 53–62.
• [18] Andruszkiewicz,A., Kaiser E., Sommerlatt H.-D.: Adaptacja metod defektoskopowych do identyfikacji przepływów dwufazowych ciecz- gaz, Pomiary Automatyka Robotyka,2005, 5, s.5-8.
• [19] Andruszkiewicz, A., Kaiser E., Sommerlatt H.-D.: Zastosowanie defektoskopu ultradźwiękowego do pomiaru prędkości przepływów dwufazowych ciecz-gaz, Elektronizacja, 2003, 9, s. 14-16.
• [20] Andruszkiewicz, A.: Porównanie parametrów fazy gazowej poruszającej się w przepływie łańcuchowym w ciekłym metalu w polu i bez pola magnetycznego. Rynek Energii, nr 4 (149), 2020, s. 52-58.
• [21] Richter, T., Eckert,K., Yang, X, Odenbach, S: Measuring the diameter of rising gas bubbles by means of the ultrasound transit time technique, Nuclear Engineering and Design, 2015, v.291, 64-70.
• [22] Richter, T: Untersuchungen zum Aufstieg von Gasblasen in Flüssigmetallen durch Nutzung des Ultraschalllaufzeit- Verfahrens, Dissertationsschrift, Technische Universität Dresden, Fakultät Maschinenwesen, 2017.
• [23] Clift, R., Grace, J.R.,Weber, M.E.: Bubbles, Drops and Particles. Academic Press INC, 1978.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).