Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Transport of emulsions in granular porous media driven by capillary force

Shtyka O., Przybysz Ł., Sęk J.

Acta Innovations

|

2018

|

no. 26

38--44

EN

The transport of liquids driven by capillary suction-pressure and balanced by both viscous drag force and gravity acceleration is known as spontaneous imbibition. The prediction of spontaneous imbibition in porous media is of importance due to its relevance as a fundamental phenomenon in numerous industrial technologies as well as in nature. A vast majority of the experimental results and mathematical models concerning the imbibition process of single-phase liquids are considered and analyzed in the literature. The present research focuses on two-phase liquids transport in porous medium driven by capillary force. The penetrating liquids were surfactant-stabilized emulsions with the different dispersed phase concentrations. The discussed issues are the influence of porous bed composition and inner phase concentration on the height of an emulsion penetration, which allows to predict the velocity of imbibition process. From a practical point of view, the experimental results give the possibility to evaluate: productivity of granular sorbents applied to recover the environment, efficiency of building materials wetting with multiphase liquids, process of oil-derived pollutants migration in porous media, e.g. soil and other rock structures, etc.

2

Wpływ parametrów emulgowania na jakość produktu

Shtyka O., Błaszczyk M., Sęk J., Przybysz Ł.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 2

396--399

PL

Wytwarzanie emulsji powinno być tak zoptymalizowane, by przy zadanych parametrach emulgacji (czas, energia mieszania) uzyskać układy o określonych właściwościach. Szczególnie istotnym parametrem określającym jakość emulsji jest rozkład rozmiarów kropel wewnętrznej fazy emulsji oraz średnia średnica kropel reprezentująca ten rozkład. Dokonano analizy zależności pomiędzy rozkładem rozmiarów kropel fazy wewnętrznej emulsji typu olej w wodzie a ilością energii zużytej w procesie emulgowania. Na podstawie własnych rozważań teoretycznych oraz danych eksperymentalnych zaproponowano zależność modelową pozwalającą przewidzieć nakłady energetyczne konieczne do uzyskania emulsji o określonych właściwościach, udziale cieczy wewnętrznej i ciągłej oraz wymaganym średnim rozmiarze kropel oleju. Analizie poddano pięć emulsji o różnym stężeniu przy pięciu różnych czasach homogenizacji. Określono także zależność średniej średnicy kropel olejowych od czasu trwania tego procesu.

EN

Size distribution of com. vegetable oil droplets dispersed in aq. phase (oil content 5-40% by vol., stirring rate 12 000 rpm at 23°C, stirring time 10-180 s) was studied by optical microscopy (magnification ×40) coupled with digital camera. The increasing stirring time resulted in decreasing droplet size. The emulsions with higher oil concns. showed a larger diameter of the droplets.

3

Porównanie wpływu niejonowych surfaktantów na proces wsiąkania emulsji w struktury porowate

Shtyka O., Błaszczyk M., Sęk J.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 7

1348--1352

PL

Badano imbibicję emulsji w oleofilowych/hydrofobowych strukturach porowatych w celu określenia wpływu różnych niejonowych emulgatorów na zmianę masy absorbowanej emulsji oraz zmianę jej stężenia w czasie trwania procesu w zależności od wysokości penetracji. Stosowano emulsje typu olej-w-wodzie o zawartości fazy rozproszonej 10% i 30% obj., a udział dodanych emulgatorów zmieniał się w zakresie 1–5% obj. Stwierdzono, że stężenie emulgatora, wartość parametru HLB (równowaga hydrofilowo-lipofilowa) i początkowa lepkość wsiąkającego płynu mają duży wpływ na przebieg procesu nasiąkania. Wykazano, że czas krytyczny rośnie wraz ze stężeniem emulgatora, a czas maksymalny procesu maleje wraz ze wzrostem stężenia fazy wewnętrznej. Stwierdzono, że emulgator z etoksylenowego kwasu tłuszczowego zapewniał największą zawartość fazy zdyspergowanej w sorbencie. Dla emulsji o stężeniu 10% największą zaabsorbowaną masę odnotowano w przypadku Rokanolu NL6. Dla emulsji o stężeniu 30% maksymalną masę zaabsorbowanej substancji zaobserwowano w przypadku emulgatora Rokacet O7.

EN

Three com. emulsifiers were used (1–5% by vol.) for dispersing a com. vegetable oil in water to produce resp. emulsions (oil content 10–30% by vol.) used for imbibitions a polypropylene nonwoven (porosity 0.93). The ethoxylated oleic acid-based emulsifier was the most efficient due to providing the highest amts. of the dispersed phase in a sorbent. For 10% emulsions, the largest mass of the imbibed permeant was observed in case of alkoxylated alc.-based emulsifier.

4

Numerical simulation of liquid imbibition in a system of parallel channels

Sęk J., Shtyka O.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 2

74--75

EN

The process of liquid imbibition occurs non-uniformly in nonwoven sorptive materials. It is a result of complexity and nonhomogeneity of sorbent structure. The voids between fibers in nonwoven material appear in a form of parallel-channels’ system. The width between fibers (basic channel) was assumed as equal to the average fiber diameter, df, and the width of parallel channel is 2, 5, 10, and 20 times greater. The simulations of imbibition process were performed in Comsol Multiphysics 5.0 using the Laminar Two-Phase Flow, Level-Set application mode. The obtained results for two-channel systems depend strongly on the width between fibers. The increasing of width caused the prolongation of time needed to reach the assumed maximal height. This phenomenon can be explained by changes of pressure in the channel-reservoir boundary. Additionally, the obtained results provided the data for tracing imbibition processes during their start-up phase.

PL

W przypadku włókninowych materiałów sorpcyjnych proces nasiąkania cieczą następuje nierównomiernie. Wynika to ze złożonej i nichomogenicznej struktury sorbentu. W pracy zaprezentowano wyniki badań szybkości procesu imbibicji w zależności od rozmiarów równoległych kanałów reprezentujących puste strefy w strukturze sorbentu. Przyjęto, że szerokość podstawowego kanału jest równa średniej średnicy włókna, a szerokość kanału równoległego jest 2, 5, 10 i 20 razy większa. Wykonano numeryczne symulacje procesu imbibicji korzystając z programu Cosmol Multiphysics 5.0 stosując moduł umożliwiający śledzenie przepływów dwufazowych - Laminar Two-Phase Flow, Level-Set. Wyniki symulacji wykazały wpływ stosunku szerokości równoległych kanałów na prędkość wznoszenia się w każdym z nich. Zjawisko to można wyjaśnić jako wywołane zmianami wartości ciśnienia na wlocie do systemu kanałów. Ponadto wyniki symulacji dostarczyły danych przydatnych do śledzenia procesów imbibicji w ich początkowej fazie.

5

Investigation into hydro- and oleophilic porous medium saturation with two-phase liquids during the imbibition process

Shtyka O., Sęk J., Błaszczyk M., Kacprzak S.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 1

36--37

EN

Tested two-phase liquids represented stabilized oil-in-water emulsions with dispersed phase concentrations of 10 vol.%, 30 vol.% and 50 vol.%. During the experiments, correlations between the level of medium saturation and the height of emulsion front and between the initial concentration of dispersed phase and process time were defined. The porous media oversaturation was observed mostly for him < 0.04 m due to a layer formation on the external surface of sorbent sample. Moreover, the level of saturation also varied with time, but the registered sorbent saturation level of 65+85% was obtained within the first 600 s. For equilibrium time, i.e. 900 s, the lowest saturation level equal to 0.88 was observed for 10% emulsion and the height range of 0.04 m < hjm < 0.06 m. The sorbents imbibed with 50% emulsion had the highest level of saturation. Changes of saturation with time were described by the appropriate equation.

PL

Badane układy dwufazowe były stabilnymi emulsjami o stężeniach fazy rozproszonej: 10, 30, 50% obj. Określono zależności między stopniem saturacji a poziomem nasycenia oraz między początkowym stężeniem fazy rozproszonej a czasem trwania procesu. Stwierdzono, ze stopień saturacji może być większy od 100% dla wysokości him ≤ 0,04 m w wyniku formowania się warstwy cieczy na zewnętrznej powierzchni sorbentu. Stopień saturacji zmieniał się w czasie, ale wartości 65÷85% uzyskano już po 600 s. Dla czasu równowagowego 900 s najniższy poziom saturacji równy 0,88% obserwowano dla emulsji o stężeniu 10% dla wysokości 0,04 m ≤ him ≤ 0,06 m. Najwyższy poziom saturacji uzyskano dla emulsji 50%. Zaproponowano równanie określające zmiany saturacji od czasu.