Monitoreo del flujo de aire en una columna de burbujas utilizando espectrometría ultrasónica
Autores: Franco, Ediguer Enrique; Henao Santa, Sebastián; Cabrera, John Jairo; Laín, Santiago
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Monitoreo del flujo de aire en una columna de burbujas utilizando espectrometría ultrasónica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Ultrasonido
Densidad de burbujas
Columna de agua
Distribución del tamaño de gotas
Flujos industriales
Propagación de ondas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo demuestra el uso de una metodología ultrasónica para monitorear la densidad de burbujas en una columna de agua. Se estudió un régimen de flujo con una distribución de tamaño de gota entre 0.2 y 2 mm. Este rango es de particular interés porque aparece con frecuencia en flujos industriales. El ultrasonido se utiliza típicamente cuando el tamaño de las burbujas es mucho mayor que la longitud de onda (límite de baja frecuencia). En este estudio, el radio de las burbujas varía entre 0.6 y 6.8 veces la longitud de onda, donde la propagación de ondas se convierte en un fenómeno complejo, lo que dificulta la aplicación de los métodos analíticos existentes. Se realizaron mediciones en modo de transmisión-recepción con transductores ultrasónicos que operan a frecuencias de 2.25 y 5.0 MHz para diferentes velocidades superficiales. Los resultados mostraron que es necesario un esquema de promediado en el tiempo y que parámetros de onda como la velocidad de propagación y la pendiente del espectro de fase están relacionados con el número de burbujas en la columna. La metodología propuesta tiene el potencial de aplicación en entornos industriales.
Descripción
Este trabajo demuestra el uso de una metodología ultrasónica para monitorear la densidad de burbujas en una columna de agua. Se estudió un régimen de flujo con una distribución de tamaño de gota entre 0.2 y 2 mm. Este rango es de particular interés porque aparece con frecuencia en flujos industriales. El ultrasonido se utiliza típicamente cuando el tamaño de las burbujas es mucho mayor que la longitud de onda (límite de baja frecuencia). En este estudio, el radio de las burbujas varía entre 0.6 y 6.8 veces la longitud de onda, donde la propagación de ondas se convierte en un fenómeno complejo, lo que dificulta la aplicación de los métodos analíticos existentes. Se realizaron mediciones en modo de transmisión-recepción con transductores ultrasónicos que operan a frecuencias de 2.25 y 5.0 MHz para diferentes velocidades superficiales. Los resultados mostraron que es necesario un esquema de promediado en el tiempo y que parámetros de onda como la velocidad de propagación y la pendiente del espectro de fase están relacionados con el número de burbujas en la columna. La metodología propuesta tiene el potencial de aplicación en entornos industriales.