Modelado de Euler-Lagrange de la formación de burbujas en agua supersaturada
Autores: Battistella, Alessandro; Aelen, Sander S. C.; Roghair, Ivo; van Sint Annaland, Martin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Modelado de Euler-Lagrange de la formación de burbujas en agua supersaturada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Transición de fase
Formación de burbujas
Aplicaciones industriales
Modelos numéricos
Flujos burbujeantes gas-líquido
Nucleación de burbujas heterogéneas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La transición de fase, y más específicamente la formación de burbujas, juega un papel importante en muchas aplicaciones industriales, donde las burbujas se forman como consecuencia de reacciones, como en procesos electrolíticos o fermentación. Por lo tanto, se requieren herramientas predictivas, como modelos numéricos, para estudiar, diseñar u optimizar estos procesos. Este artículo tiene como objetivo proporcionar una descripción de modelado a escala meso de flujos burbujeantes gas-líquido, incluyendo la nucleación de burbujas heterogéneas utilizando un Modelo de Burbujas Discretas (DBM), que rastrea cada burbuja individualmente y que se ha ampliado para incluir la transición de fase. El modelo es capaz de inicializar bolsas de gas (como burbujas esféricas) que representan sitios de nucleación cónicos generados aleatoriamente, que pueden albergar, crecer y desprender una burbuja. Para demostrar sus capacidades, se utilizó el modelo para estudiar la formación de burbujas en una superficie como resultado de la sobresaturación. Una mayor sobresaturación resulta en una tasa de nucleación más rápida, lo que significa más burbujas en la columna. Se pudo observar un claro efecto de agotamiento durante el crecimiento inicial de las burbujas, debido a una mezcla insuficiente.
Descripción
La transición de fase, y más específicamente la formación de burbujas, juega un papel importante en muchas aplicaciones industriales, donde las burbujas se forman como consecuencia de reacciones, como en procesos electrolíticos o fermentación. Por lo tanto, se requieren herramientas predictivas, como modelos numéricos, para estudiar, diseñar u optimizar estos procesos. Este artículo tiene como objetivo proporcionar una descripción de modelado a escala meso de flujos burbujeantes gas-líquido, incluyendo la nucleación de burbujas heterogéneas utilizando un Modelo de Burbujas Discretas (DBM), que rastrea cada burbuja individualmente y que se ha ampliado para incluir la transición de fase. El modelo es capaz de inicializar bolsas de gas (como burbujas esféricas) que representan sitios de nucleación cónicos generados aleatoriamente, que pueden albergar, crecer y desprender una burbuja. Para demostrar sus capacidades, se utilizó el modelo para estudiar la formación de burbujas en una superficie como resultado de la sobresaturación. Una mayor sobresaturación resulta en una tasa de nucleación más rápida, lo que significa más burbujas en la columna. Se pudo observar un claro efecto de agotamiento durante el crecimiento inicial de las burbujas, debido a una mezcla insuficiente.