Identificación de condiciones de turbulencia isotrópica local en varios columnas de burbujas basadas en varios parámetros confiables
Autores: Nedeltchev, Stoyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Identificación de condiciones de turbulencia isotrópica local en varios columnas de burbujas basadas en varios parámetros confiables
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Columnas de burbujas
Contactores gas-líquido
Condiciones de operación
Turbulencia isotrópica local
Velocidad del gas
Parámetros.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las columnas de burbujas (BCs) se utilizan ampliamente en la industria química. En muchas aplicaciones industriales, estos importantes contactores gas-líquido operan en un régimen de flujo turbulento agitado. En principio, es esencial determinar las condiciones de operación en cada reactor BC, en el que se establece una turbulencia isotrópica local. En este trabajo, se demostró que varios parámetros diferentes (entropía de Kolmogorov, dimensión de correlación e índice híbrido novedoso) siguen una tendencia monótonamente decreciente. Este hallazgo podría explicarse por el aumento constante del tamaño de las burbujas coalescidas, lo que aporta más orden al sistema gas-líquido y, por lo tanto, cualquier parámetro entrópico o caótico debería disminuir con el aumento de la velocidad superficial del gas Ug. Se estudiaron los perfiles de los nuevos parámetros en varios sistemas gas-líquido. Se extrajeron de diferentes señales de presión (manómetro o absoluta). En esta investigación, se utilizaron BCs de diferentes diámetros y equipados con diferentes distribuidores de gas. Se demostró que los parámetros estudiados podrían correlacionarse con éxito con la escala de longitud de los micro remolinos y, por lo tanto, se determinó indirectamente el rango de aplicabilidad de la teoría de turbulencia isotrópica local bajo diversas condiciones de operación. Se analizaron los perfiles generales de retención de gas y, basándose en el exponente del valor de Ug, se encontró que en las soluciones acuosas de alcoholes estudiadas, las condiciones en el lecho de burbujas (BB) son homogéneas, mientras que en el sistema aire-agua del grifo aireado en diferentes BCs, las condiciones en el BB son heterogéneas. Este resultado implica que las condiciones de turbulencia isotrópica local predominan principalmente alrededor de las posiciones de medición correspondientes.
Descripción
Las columnas de burbujas (BCs) se utilizan ampliamente en la industria química. En muchas aplicaciones industriales, estos importantes contactores gas-líquido operan en un régimen de flujo turbulento agitado. En principio, es esencial determinar las condiciones de operación en cada reactor BC, en el que se establece una turbulencia isotrópica local. En este trabajo, se demostró que varios parámetros diferentes (entropía de Kolmogorov, dimensión de correlación e índice híbrido novedoso) siguen una tendencia monótonamente decreciente. Este hallazgo podría explicarse por el aumento constante del tamaño de las burbujas coalescidas, lo que aporta más orden al sistema gas-líquido y, por lo tanto, cualquier parámetro entrópico o caótico debería disminuir con el aumento de la velocidad superficial del gas Ug. Se estudiaron los perfiles de los nuevos parámetros en varios sistemas gas-líquido. Se extrajeron de diferentes señales de presión (manómetro o absoluta). En esta investigación, se utilizaron BCs de diferentes diámetros y equipados con diferentes distribuidores de gas. Se demostró que los parámetros estudiados podrían correlacionarse con éxito con la escala de longitud de los micro remolinos y, por lo tanto, se determinó indirectamente el rango de aplicabilidad de la teoría de turbulencia isotrópica local bajo diversas condiciones de operación. Se analizaron los perfiles generales de retención de gas y, basándose en el exponente del valor de Ug, se encontró que en las soluciones acuosas de alcoholes estudiadas, las condiciones en el lecho de burbujas (BB) son homogéneas, mientras que en el sistema aire-agua del grifo aireado en diferentes BCs, las condiciones en el BB son heterogéneas. Este resultado implica que las condiciones de turbulencia isotrópica local predominan principalmente alrededor de las posiciones de medición correspondientes.