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La Influencia de las Propiedades Geométricas en la Retención de Gas y el Área de Superficie de Fase para Distribuidores de Gas de Orificio Único en una Columna de Burbujas

Autores: Jonach, Thorsten; Ruzova, Tetiana; Jordan, Christian; Harasek, Michael; Haddadi, Bahram

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

La Influencia de las Propiedades Geométricas en la Retención de Gas y el Área de Superficie de Fase para Distribuidores de Gas de Orificio Único en una Columna de Burbujas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Química

Palabras clave

Fase gaseosa
Difusor de orificio
Diámetro
Forma
Comportamientos de flujo
Configuración experimental

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La introducción de una fase gaseosa en un líquido se utiliza en una variedad de aplicaciones técnicas. Según el propósito de la aplicación, se prefieren diferentes comportamientos de flujo de la fase gaseosa y parámetros específicos de la fase gaseosa. En este estudio, se investigó la influencia del diámetro y la forma de un difusor de orificio de un solo agujero en el comportamiento de la fase gaseosa. Para este propósito, se construyó un montaje experimental de una columna de burbujas, y se instalaron diferentes tamaños y tipos de orificios. Los dos diseños diferentes que se probaron fueron orificios planos directos y boquillas de tipo aguja. El diámetro de la boquilla plana se varió de 0.5 mm a 3 mm, mientras que también se probaron dos boquillas de tipo aguja con diámetros de 0.5 mm y 1 mm. A través de imágenes de alta velocidad y procesamiento digital de imágenes, se realizó un análisis de contorno de las burbujas utilizando una técnica especial para la segmentación de imágenes y la identificación de inhomogeneidades de fase. Se calcularon la retención de gas y el área superficial de la fase gaseosa a diferentes alturas de la columna y diferentes caudales. Los resultados muestran que diámetros de boquilla más pequeños conducen a una mayor retención de gas y a una mayor superficie de fase que los orificios de mayor diámetro en las secciones media y superior de la columna, lo que implica un mejor rendimiento en la transferencia de masa y calor.

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