Formas y Velocidades de Ascenso de Burbujas Individuales en un Canal Anular Confinado: Experimentos y Simulaciones Numéricas
Autores: Cioncolini, Andrea; Magnini, Mirco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Formas y Velocidades de Ascenso de Burbujas Individuales en un Canal Anular Confinado: Experimentos y Simulaciones Numéricas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Formas
Velocidades de ascenso
Burbujas de aire
Agua estancada
Canal anular
Confinamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se investigaron las formas y velocidades de ascenso de burbujas de aire individuales que suben a través de agua estancada confinada dentro de un canal anular mediante experimentos y simulaciones numéricas. Se utilizaron imágenes de video rápido y procesamiento de imágenes para los experimentos, mientras que las simulaciones numéricas se llevaron a cabo utilizando el método de volumen de fluido y el paquete de código abierto OpenFOAM. El confinamiento del canal anular no afectó el comportamiento cualitativo de las burbujas, que exhibieron una dinámica de ascenso oscilante similar a la observada en burbujas que ascienden a través de líquidos no confinados. El efecto del confinamiento sobre la forma y la velocidad de ascenso fue evidente; las burbujas estaban menos deformadas y ascendían más lentamente en comparación con las burbujas que suben a través de líquidos no confinados. Los datos presentes y las simulaciones numéricas, así como los datos recopilados de la literatura para su uso aquí, indican que el tamaño, la forma y la velocidad de ascenso de burbujas individuales están estrechamente relacionados, y los métodos de predicción que no reconocen esto tienen un rendimiento deficiente. Este estudio y la evidencia limitada documentada en la literatura indican que los efectos de confinamiento observados en canales no circulares de forma compleja son más complicados que los observados en tubos circulares, y se comprenden mucho menos.
Descripción
Se investigaron las formas y velocidades de ascenso de burbujas de aire individuales que suben a través de agua estancada confinada dentro de un canal anular mediante experimentos y simulaciones numéricas. Se utilizaron imágenes de video rápido y procesamiento de imágenes para los experimentos, mientras que las simulaciones numéricas se llevaron a cabo utilizando el método de volumen de fluido y el paquete de código abierto OpenFOAM. El confinamiento del canal anular no afectó el comportamiento cualitativo de las burbujas, que exhibieron una dinámica de ascenso oscilante similar a la observada en burbujas que ascienden a través de líquidos no confinados. El efecto del confinamiento sobre la forma y la velocidad de ascenso fue evidente; las burbujas estaban menos deformadas y ascendían más lentamente en comparación con las burbujas que suben a través de líquidos no confinados. Los datos presentes y las simulaciones numéricas, así como los datos recopilados de la literatura para su uso aquí, indican que el tamaño, la forma y la velocidad de ascenso de burbujas individuales están estrechamente relacionados, y los métodos de predicción que no reconocen esto tienen un rendimiento deficiente. Este estudio y la evidencia limitada documentada en la literatura indican que los efectos de confinamiento observados en canales no circulares de forma compleja son más complicados que los observados en tubos circulares, y se comprenden mucho menos.