Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wymiana masy w barbotażowych kolumnach pulsacyjnych

Budzyński P., Gwiazda A., Dziubiński M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2015

|

Nr 6

310--311

PL

Przedstawiono wyniki badań współczynnika wnikania masy w pulsacyjnej kolumnie barbotażowej o przekroju kwadratowym o boku D = 0,135 m i wysokości całkowitej H = 2,25 m. Zastosowanie pulsacji cieczy w kolumnie barbotażowej powoduje znaczną intensyfikację procesów wymiany masy. Zaprezentowano wpływ wartości kolejnych częstotliwości rezonansowych pulsacji na wartość współczynnika wnikania masy dla kolumn o smukłości H/D < 10.

EN

Results of studies on mass transfer coefficient in a glass pulsed bubble column of square section with the side D = 0.135 m and height H = 2.25 m are presented in the paper. Application of pulsation to a bubble column caused intensification of mass transfer processes. The influence of resonant frequencies on a value of volumetric mass transfer coefficient for a column with the slenderness H/D < 10 is presented.

2

Udział powierzchni swobodnej w całkowitej powierzchni kontaktu międzyfazowego w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej

Budzyński P., Dziubiński M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2012

|

Nr 6

301-302

PL

Podstawowym problemem w projektowaniu reaktorów pulsacyjnych, jest sienie częstości oscylacji i ich amplitudy dla uzyskania jak największej powierzchni kontaktu międzyfazowego ciecz - gaz. W prezentowanej y przedstawiono wstępne wyniki badań własnych wpływu częstotliwo- amplitudy wprowadzanych pulsacji na udział powierzchni swobodnej w całkowitej powierzchni kontaktu międzyfazowego podczas pracy barbotażowej kolumny pulsacyjnej.

EN

A basic issue in designing of a pulsating bubble column is the determination of pulsation frequencies and their amplitude which enable one to reach the largest interphase boundary in a gas-liquid system. The preliminary results concerning influence of frequencies and amplitude of water pulsation on the free surface contribution in a total interphase boundary in the pulsating bubble column are presented in the paper.

3

Hydrodynamika przepływu pęcherzy gazowych w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej

Budzyński P.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2011

|

Z. 416

1-1

PL

Praca dotyczy hydrodynamiki przepływu pęcherzy gazowych przez nieruchomą i pulsującą warstwę cieczy. Głównym celem pracy było opracowanie zależności umożliwiających obliczenie podstawowych wielkości niezbędnych przy projektowaniu barbotażowych kolumn pulsacyjnych. Zasada działania barbotażowych kolumn pulsacyjnych polega na wprowadzeniu pulsacji do przepływającej w kolumnie mieszaniny dwufazowej ciecz-gaz. Pulsacje powodują zmniejszenie i ujednolicenie rozmiarów pęcherzyków, a tym samym zwiększenie powierzchni kontaktu międzyfazowego i wydłużenie czasu przebywania pęcherzy gazu w objętości reakcyjnej, poprzez oddziaływanie na pęcherze gazu dodatkowej siły, zwanej siłą Bjerknesa, działającej przeciwnie do siły wyporu dla rezonansowych częstości pulsacji. Opis zjawisk występujących podczas przepływów mieszanin dwu- i wielofazowych, sam w sobie jest bardzo skomplikowany i do dziś nie został w pełni opracowany. Jeśli wprowadzimy dodatkowo pulsacje do przepływającej mieszaniny gaz-ciecz, które w rzeczywistych instalacjach występują praktycznie zawsze, to stopień trudności opisu takiego przepływu rośnie niewspółmiernie. Ze względu na złożoność zjawisk występujących podczas przepływów pulsacyjnych prezentowana w literaturze przedmiotu analiza przepływów pulsacyjnych mieszanin dwufazowych - przeprowadzona na podstawie obszernych badań doświadczalnych i symulacji numerycznych - ogranicza się jedynie do szczególnych, prostych przypadków modelowych. Drugą część pracy poświecono omówieniu własnych badań doświadczalnych wpływu parametrów pulsacji na pracę barbotażowych kolumn pulsacyjnych. Dokonano weryfikacji wyników badań prezentowanych w literaturze przedmiotu oraz opracowano zależności do obliczenia podstawowych wielkości niezbędnych do zaprojektowania barbotażowej kolumny pulsacyjnej. Badania doświadczalne i analiza uzyskanych wyników dotyczyła: wyznaczenia częstości rezonansowych pracy barbotażowej kolumny pulsacyjnej, - wpływu parametrów pulsacji na wielkość wypływających pęcherzy gazu z dyfuzora do pulsującej cieczy z częstotliwościami rezonansowymi w zależności od swobodnego czy strumieniowego charakteru wypływu gazu z dyfuzora do cieczy, - określenia stopnia zatrzymania gazu w cieczy w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej, w zależności od częstości i amplitudy wprowadzanych pulsacji dla rezonansowych wartości częstości pulsacji, oszacowania wielkości powierzchni w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej w zależności od częstości i amplitudy wprowadzanych pulsacji. Wyniki badań eksperymentalnych uzyskanych i opisanych w niniejszej pracy przedstawiono w postaci uogólnionych zależności umożliwiających obliczanie podstawowych wielkości niezbędnych do zaprojektowania barbotażowej kolumny pulsacyjnej. W zależnościach tych uwzględniono wpływ parametrów pulsacji, właściwości fizykochemicznych układu oraz geometrii kolumny barbotażowej -a zatem najważniejszych elementów decydujących o przebiegu zjawiskach hydrodynamicznych w kolumnie pulsacyjnej - na wielkość powstających pęcherzy gazowych oraz udziałów faz w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej. Trzecią część pracy poświęcono przedstawieniu procedury obliczeń, opracowanej na podstawie badań własnych i prac innych autorów, umożliwiającej określenie parametrów procesowych pracy barbotażowych kolumn pulsacyjnych.

EN

The thesis consists of three parts: Part one is dedicated to a critical survey of literature on the formation and flow of a single gas bubble and a swarm of bubbles through an immobile and pulsating liquid layer. The flow of a bubble swarm through the immobile and pulsating liquid layer is analyzed from the point of view of operation of bubble columns and pulsating-flow bubble columns in which the flow actually takes place. Within the literature survey, the state of knowledge and the latest achievements in the presented research area are briefly discussed. While presenting results of experiments and calculations of bubble flow in a liquid, results of the author's earlier researches have also been taken into account. These studies were concerned with the flow of single gas bubbles through an immobile liquid and pulsating liquid layer. The author's main achievements in those studies include: a) development of a correlation to determine drag coefficient for the gas bubble flow through liquids satisfying the power-law model for a wide range of experimental data, b) modification of the map of bubble shapes during the flow of bubbles through a non-Newtonian fluid (satisfying the power-law model), c) generalization of Abou-El Hasan's method to determine bubble flow velocity through non-Newtonian fluids, d) development of a correlation which describes deformations of the shape of bubble flowing through non-Newtonian fluids, e) development of a correlation to determine a maximum value of the critical bubble diameter flowing through an immobile liquid layer depending on physicochemical properties of the liquid with special reference to non-Newtonian fluids, f) correlation to calculate the coefficient of wall effect during the flow of bubbles through a non-Newtonian fluid, g) correlation to determine gas hold-up and volumetric coefficient of oxygen transfer to water in air-lift columns with external circulation, h) correlation to estimate the size of gas bubble formed during its flow from an injector to pulsating liquid. Second part of the thesis is devoted to experimental studies on the effect of pulsation parameters on the operation of bubble columns, particularly a pulsating-flow bubble column, necessary to verify results of studies presented in the literature. The experiments were carried out to obtain the following information: a) determination of resonance frequencies of a pulsating-flow bubble column operation, b) the effect of pulsation parameters on the size of gas bubbles flowing from the diffuser to pulsating liquid at resonance frequencies depending on the character of gas flowing from the diffuser to liquid, i.e. either free or jet flow, c) determination of gas hold-up in the liquid in the pulsating-flow bubble column depending on the frequency and amplitude of pulsations mainly for the resonance frequency of pulsations, d) estimation of free surface on the basis of free surface deflection of water level and liquid-gas mixture level in the pulsating-flow bubble column depending on the frequency and amplitude of pulsations. Measurements referred mainly to the resonance frequencies of pulsations because free surface deflections and consequently their size reach maximum values for these pulsation frequencies. Until present, none of these problems have been solved satisfactorily and published in literature, at least for design applications. Results of researches carried out and described in this thesis have been generalized in the form of relations which make it possible to calculate basic values necessary to design a pulsating-flow bubble column. These relations take into account the effect of process parameters, physicochemical properties of the system and geometry of the bubble column, i.e. the most important elements which determine hydrodynamic phenomena in the column. A correlation has been proposed to: a) calculate resonance frequencies of pulsations in the pulsating-flow bubble column, b) calculate the volume of a bubble flowing from the diffuser to pulsating liquid, c) calculate gas hold-up during operation of the pulsating-flow bubble column, d) estimate total mass transfer area in the pulsating-flow bubble column. Third part of the thesis is dedicated to the presentation of a calculation procedure developed on the basis of the author's investigations and reports of other researchers. Using this procedure it is possible to determine process parameters of the pulsating-flow bubble column operation.

4

Stopień zatrzymania gazu w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej

Budzyński P.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2010

|

Nr 3

29-30

PL

Przedstawiono własny model przepływu gazu przez warstwę pulsującej lepkiej cieczy w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej wraz z jego weryfikacją doświadczalną. Na podstawie zaproponowanego modelu opracowano metodykę obliczeń pozwalającą przewidywać wartości częstości rezonansowych fal stojących w kolumnie pulsacyjnej z dokładnością ok. 10% oraz przewidywać wartości stopnia zatrzymania w kolumnie z dokładnością ok. 20%. Weryfikacji modelu dokonano w oparciu o pomiary dla układu woda - powietrze i glikol - powietrze.

EN

The study presents a gas flow model through the layer of pulsating viscous liquid in a pulsation bubble reactor and its experimental verification. Based on the proposed model a calculation methodology allowing one to predict values of wave resonance frequencies in a pulsation column with the accuracy of ca. 10% and values of gas hold-up with the accuracy of ca.20% was elaborated. Verification of the model was performed using the water - air and glycol - air systems.

5

Hydrodynamika przepływu pęcherzy powietrza przez warstwy cieczy o złozonych właściwościach reologicznych w kolumnie pulsacyjnej

Budzyński P., Orczykowska M., Dziubiński M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2009

|

Nr 6

35-36

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu intensywności pulsacji wprowadzonych do fazy ciągłej na stopień zatrzymania gazu dla przepływu powietrza przez warstwę modelowych płynów newtonowskich i nienewtonowskich w modelowym reaktorze pulsacyjnym.

EN

Investigation results concerning an influence of pulsating intensity in-troduced to continuous phase on gas holdup for air bubbles flow through Newtonian and non-Newtonian liquids in a pulsating column are presented in the paper.