Crecimiento de burbujas en líquidos supersaturados
Autores: Maloth, Raj Kumar Nayak; Khayat, Roger E.; DeGroot, Christopher T.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Crecimiento de burbujas en líquidos supersaturados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Formación de burbujas
Disolución
Aplicaciones industriales
Hidrodinámica
Transferencia de masa
Solución gas-líquido.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La formación y disolución de burbujas tiene una amplia gama de aplicaciones industriales, desde la producción de bebidas hasta los procesos de fabricación de espuma. La tasa a la que la burbuja se expande o contrae tiene un efecto significativo en estos procesos. En el trabajo actual, se investiga la hidrodinámica de una burbuja aislada que se expande debido a la transferencia de masa en un pozo de solución gaseosa-líquida sobresaturada. La ecuación completa de transporte escalar (advección-difusión) se resuelve numéricamente. Se observa que el modelo actual predice con precisión el crecimiento de la burbuja en comparación con los modelos aproximados existentes y los experimentos. Se ha investigado el efecto de parámetros de la solución gaseosa-líquida como la inercia, la viscosidad, la tensión superficial, el coeficiente de difusión, la presión del sistema y la solubilidad del gas. Se encuentra que la tensión superficial y la inercia tienen un efecto muy mínimo durante la expansión de la burbuja. Sin embargo, se observa que la viscosidad, la presión del sistema, la difusión y la solubilidad tienen un efecto considerable en el crecimiento de la burbuja.
Descripción
La formación y disolución de burbujas tiene una amplia gama de aplicaciones industriales, desde la producción de bebidas hasta los procesos de fabricación de espuma. La tasa a la que la burbuja se expande o contrae tiene un efecto significativo en estos procesos. En el trabajo actual, se investiga la hidrodinámica de una burbuja aislada que se expande debido a la transferencia de masa en un pozo de solución gaseosa-líquida sobresaturada. La ecuación completa de transporte escalar (advección-difusión) se resuelve numéricamente. Se observa que el modelo actual predice con precisión el crecimiento de la burbuja en comparación con los modelos aproximados existentes y los experimentos. Se ha investigado el efecto de parámetros de la solución gaseosa-líquida como la inercia, la viscosidad, la tensión superficial, el coeficiente de difusión, la presión del sistema y la solubilidad del gas. Se encuentra que la tensión superficial y la inercia tienen un efecto muy mínimo durante la expansión de la burbuja. Sin embargo, se observa que la viscosidad, la presión del sistema, la difusión y la solubilidad tienen un efecto considerable en el crecimiento de la burbuja.