Experimental visualization of two-phase gas-liquid flow in microreactors

• Autorzy: Zając D. , Ligus G. , Ulbrich R. , Röder T. , Schwolow S.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents an experimental study of hydrodynamics of transport during two-phase flow in gas-liquid microreactors. The authors described the principle of operation of such systems, approached the main application and pointed out the advantages and disadvantages of typical engineering applications. The paper describes the position of experimental measurement setup and optical path visualization research and the methodology of research. Methodology of measurements enabled the visualization of the flow velocity fields using digital imaging anemometry DPIV. In the paper authors also simulated the pressure drop for different flow patterns in microreactors with the use of major theoretical dependencies.

PL

W artykule przedstawiono eksperymentalne badania hydrodynamiki transportu przepływu dwufazowego gaz-ciecz w mikroreaktorach. Autorzy opisali zasadę działania takich układów, przybliżyli główne zastosowania oraz wskazali na wady i zalety typowych aplikacji technicznych. W pracy opisane zostało również stanowisko eksperymentalne z osprzętem pomiarowych i torem optycznym do badań wizualizacyjnych oraz przedstawiono metodykę prowadzonych badań. Zastosowana metodyka pomiarów umożliwiła wizualizację pól prędkości przepływu metodą cyfrowej anemometrii obrazowej DPIV. W pracy dokonano również symulacji spadków ciśnień dla poszczególnych struktur przepływu występujących w mikroreaktorach podczas przepływu najważniejszymi zależnościami teoretycznymi.

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 6
• Strony: 11459--11463
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., pełny tekst na CD3

Twórcy

autor

Zając D.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra inżynierii Środowiska, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

autor

Ligus G.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra inżynierii Środowiska, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

autor

Ulbrich R.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny, Katedra inżynierii Środowiska, ul. Mikołajczyka 5, 45-271 Opole

autor

Röder T.

• Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical Process Engineering, Mannheim University of Applied Sciences, Germany

autor

Schwolow S.

• Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical Process Engineering, Mannheim University of Applied Sciences, Germany

Bibliografia

• 1. Akbar M.K., Plummer D.A., Ghiaasiaan S.M., 2003. On gas-liquid two-phase flow in microchannles, Int.J. Multiphase Flow, 29, 855-865, doi:10.1016/S0301-9322(03)00043-0
• 2. Ali R., 2011. Two-phase flow and heat transfer in microchannels, LAMBERT Academic Publ., Saarbruck-en
• 3. Cheng L., Mewes D., 2006. Review of two-phase flow and flow boiling of mixtures in small and mini channel, Int. J. Multiphase Flow, 32, 183-207: doi:10.1016/j.multiphaseflow.2005.10.001
• 4. Chisholm D., 1967. A theoretical basis for the Lockhart-Martinelli correlation for two-phase flow, Int. J. of Heat Mass Transfer, 10, 1761
• 5. Dutkowski K., 2011. Wymiana ciepła i opory przepływu czynników jedno- i dwufazowych w minikanałach, Politechnika Koszalińska, Monografia nr 192
• 6. Günther, A., Khan, S.A., Thalmann, M., Trachsel, F., Jensen, K.F., 2004. Transport and reaction in micro-scale segmented gas-liquid flow, Lab On A Chip, 4 (4), 278
• 7. Kashid, M.N., Agar, D.W., 2007. Hydrodynamics of liquid–liquid slug flow capillary microreactor: Flow regimes, slug size and pressure drop, Chem. Eng. J., 131 (1-3), 1–13
• 8. Kockmann, N., Gottsponer, M., Zimmermann, B., Roberge, D.M., 2008. Enabling Continuous-Flow Chemistry in Microstructured Devices for Pharmaceutical and Fine-Chemical Production, Chem. Eur. J., 14 (25), 7470–7477
• 9. Lockhart R.W., Martinelli R.C., 1949. Proposed correlation of data for isothermal two-phase two-component flow in pipes, Chem. Eng. Progr., 45, 1, 29
• 10. Schwolow S., Hollmann J., Schenkel B., Roeder T. 2012. Application-Oriented Analysis of Mixing Per-formance in Microreactors, Organic Process Research and Development, 16, 1513-1522