Mejorando el Rendimiento del Flujo Superficial Generado por Plumas de Burbujas
Autores: Abdulmouti, Hassan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Mejorando el Rendimiento del Flujo Superficial Generado por Plumas de Burbujas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo bifásico gas-líquido
Dinámica de burbujas
Flujo superficial
Parámetros de burbujas
Temperatura
Rendimiento del flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El flujo bifásico gas-líquido se utiliza ampliamente en muchos campos de la ingeniería, y la dinámica de burbujas es de vital importancia para optimizar el diseño ingenieril y los parámetros operativos de varios sistemas de burbujas adsorbentes. Las características del flujo bifásico gas-líquido (por ejemplo, tamaño, forma, velocidad y trayectoria de las burbujas) siguen siendo de interés porque proporcionan información sobre la dinámica del sistema. Los penachos de burbujas son un fenómeno de transporte causado por la flotabilidad de las burbujas y son capaces de generar convección a gran escala. Se ha propuesto que el flujo superficial generado por los penachos de burbujas recoja sustancias que flotan en la superficie (en particular, capas de aceite formadas durante grandes derrames de petróleo) para proteger los sistemas marinos, ríos y lagos. Además, los flujos superficiales generados por los penachos de burbujas son importantes en varios tipos de reactores, procesos de ingeniería y procesos industriales que involucran una superficie libre. Los parámetros de las burbujas juegan un papel importante en la generación del flujo superficial y, en última instancia, en la mejora del rendimiento del flujo. Este artículo estudia los efectos de la temperatura en los parámetros de las burbujas y el movimiento de las burbujas para comprender mejor la relación entre los diversos parámetros de las burbujas que controlan el movimiento de las burbujas y cómo impactan en la formación del flujo superficial, con el objetivo final de mejorar la eficiencia de la generación del flujo superficial (es decir, generar rápidamente un flujo superficial fuerte, alto y amplio sobre el sistema de generación de burbujas) y controlar los parámetros del flujo superficial, como el grosor, el ancho y la velocidad. Tal flujo depende de la tasa de flujo de gas, el tamaño de las burbujas (diámetro medio de las burbujas), la fracción de vacío, la velocidad de las burbujas, la distancia entre el generador de burbujas y la superficie libre (es decir, la altura del agua) y la temperatura del agua. Se llevaron a cabo experimentos para medir los parámetros de las burbujas en una columna de agua utilizando la técnica de visualización de imágenes para determinar sus interrelaciones y mejorar las características del flujo superficial. Los datos se obtuvieron procesando imágenes visualizadas de la estructura del flujo de burbujas para las diferentes secciones de las regiones de burbujas, y los resultados confirman que la temperatura, el tamaño de las burbujas y la tasa de flujo de gas afectan significativamente la estructura del flujo y los parámetros de las burbujas.
Descripción
El flujo bifásico gas-líquido se utiliza ampliamente en muchos campos de la ingeniería, y la dinámica de burbujas es de vital importancia para optimizar el diseño ingenieril y los parámetros operativos de varios sistemas de burbujas adsorbentes. Las características del flujo bifásico gas-líquido (por ejemplo, tamaño, forma, velocidad y trayectoria de las burbujas) siguen siendo de interés porque proporcionan información sobre la dinámica del sistema. Los penachos de burbujas son un fenómeno de transporte causado por la flotabilidad de las burbujas y son capaces de generar convección a gran escala. Se ha propuesto que el flujo superficial generado por los penachos de burbujas recoja sustancias que flotan en la superficie (en particular, capas de aceite formadas durante grandes derrames de petróleo) para proteger los sistemas marinos, ríos y lagos. Además, los flujos superficiales generados por los penachos de burbujas son importantes en varios tipos de reactores, procesos de ingeniería y procesos industriales que involucran una superficie libre. Los parámetros de las burbujas juegan un papel importante en la generación del flujo superficial y, en última instancia, en la mejora del rendimiento del flujo. Este artículo estudia los efectos de la temperatura en los parámetros de las burbujas y el movimiento de las burbujas para comprender mejor la relación entre los diversos parámetros de las burbujas que controlan el movimiento de las burbujas y cómo impactan en la formación del flujo superficial, con el objetivo final de mejorar la eficiencia de la generación del flujo superficial (es decir, generar rápidamente un flujo superficial fuerte, alto y amplio sobre el sistema de generación de burbujas) y controlar los parámetros del flujo superficial, como el grosor, el ancho y la velocidad. Tal flujo depende de la tasa de flujo de gas, el tamaño de las burbujas (diámetro medio de las burbujas), la fracción de vacío, la velocidad de las burbujas, la distancia entre el generador de burbujas y la superficie libre (es decir, la altura del agua) y la temperatura del agua. Se llevaron a cabo experimentos para medir los parámetros de las burbujas en una columna de agua utilizando la técnica de visualización de imágenes para determinar sus interrelaciones y mejorar las características del flujo superficial. Los datos se obtuvieron procesando imágenes visualizadas de la estructura del flujo de burbujas para las diferentes secciones de las regiones de burbujas, y los resultados confirman que la temperatura, el tamaño de las burbujas y la tasa de flujo de gas afectan significativamente la estructura del flujo y los parámetros de las burbujas.