Propulsor de impulsión por borde como elemento de propulsión innovador para flujos de doble fase en reactores de flujo de tapón
Autores: Lackner, Maximilian; Löhr, Alexander; Schill, Felix; Van Essche, Martin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Propulsor de impulsión por borde como elemento de propulsión innovador para flujos de doble fase en reactores de flujo de tapón
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Fermentación de gas
Flujo mixto
Fermentadores en bucle
Propulsor de borde
Fluido bifásico
Gases arrastrados
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El propósito de este trabajo fue probar un nuevo sistema para bombear agua con aire atrapado para su aplicación en fermentación de gas. Un flujo mixto, donde el gas está contenido en un líquido que se va a bombear, reduce rápidamente la eficiencia de una bomba convencional, debido a la compresibilidad del gas. No siempre es posible desgasificar el fluido, por ejemplo, en la fermentación de gas, que se lleva a cabo preferentemente en reactores tubulares (fermentadores en bucle) para lograr una alta tasa de conversión de las materias primas gaseosas. Método: En este trabajo, se probó un propulsor de borde (RDT) en un modelo de flujo frío a escala de laboratorio de un reactor en bucle con un 5-30% (en volumen) de fracción de gas (aire) en el líquido (agua) como elemento de propulsión alternativo (6 m de longitud total de tubería, temperatura y presión ambiente). Como resultado, se encontró que el RDT, en conexión con una paleta guía que proporciona movimiento de remolino al fluido bifásico, podría bombear un flujo mixto con hasta un 25.7% de contenido de gas (en volumen) a presión atmosférica y 25 grados C y una velocidad de flujo de 0.5 a 2 m/s. En conclusión, un RDT es ventajoso sobre un elemento de propulsión clásico como una bomba centrífuga o una bomba de flujo axial para transportar líquidos con gases atrapados. Este artículo describe el potencial de los propulsores de borde, como se conoce en la propulsión marina, en biotecnología, la industria química y más allá, para manejar flujos multifásicos.
Descripción
El propósito de este trabajo fue probar un nuevo sistema para bombear agua con aire atrapado para su aplicación en fermentación de gas. Un flujo mixto, donde el gas está contenido en un líquido que se va a bombear, reduce rápidamente la eficiencia de una bomba convencional, debido a la compresibilidad del gas. No siempre es posible desgasificar el fluido, por ejemplo, en la fermentación de gas, que se lleva a cabo preferentemente en reactores tubulares (fermentadores en bucle) para lograr una alta tasa de conversión de las materias primas gaseosas. Método: En este trabajo, se probó un propulsor de borde (RDT) en un modelo de flujo frío a escala de laboratorio de un reactor en bucle con un 5-30% (en volumen) de fracción de gas (aire) en el líquido (agua) como elemento de propulsión alternativo (6 m de longitud total de tubería, temperatura y presión ambiente). Como resultado, se encontró que el RDT, en conexión con una paleta guía que proporciona movimiento de remolino al fluido bifásico, podría bombear un flujo mixto con hasta un 25.7% de contenido de gas (en volumen) a presión atmosférica y 25 grados C y una velocidad de flujo de 0.5 a 2 m/s. En conclusión, un RDT es ventajoso sobre un elemento de propulsión clásico como una bomba centrífuga o una bomba de flujo axial para transportar líquidos con gases atrapados. Este artículo describe el potencial de los propulsores de borde, como se conoce en la propulsión marina, en biotecnología, la industria química y más allá, para manejar flujos multifásicos.