Método para la dispersión intensiva de gas-líquido en un tanque agitado
Autores: Voinov, Nikolai A.; Frolov, Alexander S.; Bogatkova, Anastasiya V.; Zemtsov, Denis A.; Zhukova, Olga P.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Método para la dispersión intensiva de gas-líquido en un tanque agitado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Resultados
Hidrodinámica
Intercambio de masa
Dispersión de gas
Agitador
Coeficiente de transferencia de masa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta los resultados de la hidrodinámica y el intercambio de masa en un tanque agitado tras la introducción de gas desde una cavidad de vórtice de gas abierta en regiones líquidas locales con presión reducida. Establece condiciones para la dispersión intensiva de gas. Los campos de velocidad y la presión del líquido detrás de las palas del agitador se determinan mediante simulación numérica en OpenFOAM. El valor del contenido de gas, los diámetros de las burbujas de gas y la superficie de fase se determinan experimentalmente. El criterio de potencia del agitador se calcula teniendo en cuenta el contenido de gas y la potencia de entrada. Se presentan los datos experimentales de transferencia de masa basados en la absorción de oxígeno atmosférico en agua durante la dispersión de gas desde la cavidad de vórtice abierta en las regiones líquidas locales detrás de las palas del agitador en rotación. En este caso, la disipación de energía del agitador en rotación alcanza 25 W/kg, con una superficie de fase de 1000 m y un coeficiente de transferencia de masa superficial de hasta 0.3·10 m/s. Estos parámetros son evidentemente más altos que los datos obtenidos en el aparato para el intercambio de masa a través de la vorticidad superficial. La ventaja del método dado para la dispersión de gas en un líquido es la estabilidad funcional del aparato independientemente de cuán profundo esté sumergido el agitador en el líquido o de la temperatura o presión del gas. Los aparatos basados en el método de dispersión intensiva de gas permiten variar el coeficiente de transferencia de masa y el contenido de gas en un amplio rango de valores. Esto permite establecer una dependencia entre el coeficiente de transferencia de masa obtenido experimentalmente, la disipación de energía y los valores de la superficie de fase. Se formula una ecuación para calcular el coeficiente de transferencia de masa teniendo en cuenta los parámetros geométricos del aparato del agitador basados en la potencia de agitación y los valores de la superficie de fase.
Descripción
Este artículo presenta los resultados de la hidrodinámica y el intercambio de masa en un tanque agitado tras la introducción de gas desde una cavidad de vórtice de gas abierta en regiones líquidas locales con presión reducida. Establece condiciones para la dispersión intensiva de gas. Los campos de velocidad y la presión del líquido detrás de las palas del agitador se determinan mediante simulación numérica en OpenFOAM. El valor del contenido de gas, los diámetros de las burbujas de gas y la superficie de fase se determinan experimentalmente. El criterio de potencia del agitador se calcula teniendo en cuenta el contenido de gas y la potencia de entrada. Se presentan los datos experimentales de transferencia de masa basados en la absorción de oxígeno atmosférico en agua durante la dispersión de gas desde la cavidad de vórtice abierta en las regiones líquidas locales detrás de las palas del agitador en rotación. En este caso, la disipación de energía del agitador en rotación alcanza 25 W/kg, con una superficie de fase de 1000 m y un coeficiente de transferencia de masa superficial de hasta 0.3·10 m/s. Estos parámetros son evidentemente más altos que los datos obtenidos en el aparato para el intercambio de masa a través de la vorticidad superficial. La ventaja del método dado para la dispersión de gas en un líquido es la estabilidad funcional del aparato independientemente de cuán profundo esté sumergido el agitador en el líquido o de la temperatura o presión del gas. Los aparatos basados en el método de dispersión intensiva de gas permiten variar el coeficiente de transferencia de masa y el contenido de gas en un amplio rango de valores. Esto permite establecer una dependencia entre el coeficiente de transferencia de masa obtenido experimentalmente, la disipación de energía y los valores de la superficie de fase. Se formula una ecuación para calcular el coeficiente de transferencia de masa teniendo en cuenta los parámetros geométricos del aparato del agitador basados en la potencia de agitación y los valores de la superficie de fase.