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Análisis de Transferencia de Masa en Flujo de Dos Fases de Bomba de Elevación para Aplicaciones de Acuicultura

Autores: Abed, Rashal; Hussein, Mohamed M.; Ahmed, Wael H.; Abdou, Sherif

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Análisis de Transferencia de Masa en Flujo de Dos Fases de Bomba de Elevación para Aplicaciones de Acuicultura


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Acuicultura
Bombas de elevación de aire
Tasa de transferencia de oxígeno
Tasas de flujo de aire
Métodos de inyección
Patrones de flujo bifásico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las bombas de elevación de aire se pueden utilizar en la industria de la acuicultura para proporcionar aireación mientras se mueve agua utilizando la dinámica del flujo de dos fases en el tubo de elevación de la bomba. La transferencia de masa de oxígeno que ocurre desde el aire comprimido inyectado al agua en los sistemas de acuicultura puede ser investigada experimentalmente para determinar las capacidades de aireación de la bomba. El objetivo de este estudio es evaluar los efectos de diversas tasas de flujo de aire, así como los métodos de inyección, sobre la tasa de transferencia de oxígeno dentro de un sistema de bomba de elevación de aire con inyectores duales. Se realizaron experimentos utilizando una bomba de elevación de aire conectada a un tubo de elevación de bomba vertical dentro de un sistema de recirculación. Se utilizaron tanto patrones de flujo de dos fases como mediciones de fracción de vacío para evaluar el mecanismo de transferencia de masa de oxígeno disuelto a través de la bomba de elevación de aire. Se utilizó un sensor de oxígeno disuelto (OD) para determinar los niveles de OD dentro del sistema de bombeo de elevación de aire en diferentes condiciones de operación requeridas por la bomba. Se realizaron imágenes de visualización de flujo y mediciones de velocimetría de imágenes de partículas (PIV) para comprender mejor los efectos de los patrones de flujo de dos fases en el rendimiento de aireación. Se encontró que el método de inyección radial alcanzó el punto de saturación más rápido a tasas de flujo de aire más bajas, mientras que el método axial funcionó mejor a medida que se aumentaron las tasas de flujo de aire. La tasa de transferencia de oxígeno estándar (SOTR) y la eficiencia de aireación estándar (SAE) se calcularon y se encontró que dependían en gran medida del método de inyección, así como de los patrones de flujo de dos fases en el tubo de elevación de la bomba.

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