Flujo Gas-Líquido y Transferencia de Masa Interfase en Microreactores LL
Autores: Doyle, Brendon J.; Morin, Frederic; Haelssig, Jan B.; Roberge, Dominique M.; Macchi, Arturo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Flujo Gas-Líquido y Transferencia de Masa Interfase en Microreactores LL
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Impacto
Tasas de flujo de fluidos
Geometría del canal
Surfactante
Régimen de flujo gas-líquido
Caída de presión
Licencia
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Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo investiga el impacto de las tasas de flujo de fluidos (CO2(g), agua), la geometría del canal y la presencia de un surfactante (etanol) en el régimen de flujo gas-líquido resultante (burbuja, slug, anular), la caída de presión y el coeficiente de transferencia de masa interfacial (kla) en el microreactor FlowPlateTM LL (líquido-líquido), que fue diseñado originalmente para sistemas de líquidos inmiscibles. El mapa del régimen de flujo generado por la compleja geometría del mezclador se compara con el obtenido en canales rectos de una longitud característica similar, mientras que la caída de presión se ajusta al modelo de flujos separados de Lockhart-Martinelli, y el kla en el régimen de flujo de burbujas se ajusta a un modelo de disipación de potencia basado en la ruptura de burbujas turbulentas isotrópicas. La configuración LL-Rombo produjo valores de kla más altos para una caída de presión equivalente en comparación con la geometría LL-Triángulo. El modelo de Lockhart-Martinelli proporcionó buenas predicciones de caída de presión para todo el rango de datos experimentales (AARE < 8.1%), pero los parámetros de ajuste dependen de la geometría de la unidad de mezcla y las propiedades de la fase fluida. La correlación de kla con la tasa de disipación de energía proporcionó un buen ajuste para los datos experimentales en el régimen de flujo de burbujas (AARE < 13.9%). Los datos experimentales y correlaciones presentados caracterizan aún más los microreactores LL, que son parte de una caja de herramientas para la síntesis química fina que involucra fluidos inmiscibles para aplicaciones que implican flujos reactivos gas-líquido.
Descripción
Este trabajo investiga el impacto de las tasas de flujo de fluidos (CO2(g), agua), la geometría del canal y la presencia de un surfactante (etanol) en el régimen de flujo gas-líquido resultante (burbuja, slug, anular), la caída de presión y el coeficiente de transferencia de masa interfacial (kla) en el microreactor FlowPlateTM LL (líquido-líquido), que fue diseñado originalmente para sistemas de líquidos inmiscibles. El mapa del régimen de flujo generado por la compleja geometría del mezclador se compara con el obtenido en canales rectos de una longitud característica similar, mientras que la caída de presión se ajusta al modelo de flujos separados de Lockhart-Martinelli, y el kla en el régimen de flujo de burbujas se ajusta a un modelo de disipación de potencia basado en la ruptura de burbujas turbulentas isotrópicas. La configuración LL-Rombo produjo valores de kla más altos para una caída de presión equivalente en comparación con la geometría LL-Triángulo. El modelo de Lockhart-Martinelli proporcionó buenas predicciones de caída de presión para todo el rango de datos experimentales (AARE < 8.1%), pero los parámetros de ajuste dependen de la geometría de la unidad de mezcla y las propiedades de la fase fluida. La correlación de kla con la tasa de disipación de energía proporcionó un buen ajuste para los datos experimentales en el régimen de flujo de burbujas (AARE < 13.9%). Los datos experimentales y correlaciones presentados caracterizan aún más los microreactores LL, que son parte de una caja de herramientas para la síntesis química fina que involucra fluidos inmiscibles para aplicaciones que implican flujos reactivos gas-líquido.