Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: gas bubble flow

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Hydrodynamika przepływu pęcherzy gazowych w barbotażowej kolumnie pulsacyjnej

Budzyński P.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

2011

Z. 416

1-1

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.

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.

Efekty przyścienne przy przepływie pęcherzy gazowych w cieczach newtonowskich i nienewtonowskich

Dziubiński M., Orczykowska M., Kiljański T., Budzyński P.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

2001

T. 22, z. 3B

403--408

W pracy przedstawiono wyniki badań wartości efektów przyściennych występujących przy przepływie pęcherzy gazowych w cieczach newtonowskich i nienewtonowskich. Zaproponowano proste równania korelacyjne opisujące wartości współczynników efektów przyściennych. Stwierdzono, że efekty przyścienne przy przepływie pęcherzy gazowych w cieczach nienewtonowskich są mniejsze niż w cieczach newtonowskich.

Experimental investigations of wall effects during flow of single bubbles in a quiescent Newtonian and non- Newtonian liquids were carried out. Simple correlations for the wall effects coefficient in Newtonian and non- Newtonian liquids have been proposed. In a case of non-Newtonian liquids wall effects were lower than for analogical shape and size of bubbles rising in Newtonian liquids.