Una técnica basada en imágenes para medir la velocidad y la forma de las burbujas de aire en flujos burbujeantes verticales bifásicos
Autores: Tribbiani, Giulio; Capponi, Lorenzo; Tocci, Tommaso; Mengoni, Martina; Marrazzo, Marco; Rossi, Gianluca
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una técnica basada en imágenes para medir la velocidad y la forma de las burbujas de aire en flujos burbujeantes verticales bifásicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Flujo burbujeante
Aplicaciones industriales
Velocidad de burbuja
Forma
Volumen
Técnicas de medición
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El flujo burbujeante es un régimen de flujo común en muchas aplicaciones industriales que involucran transferencia de calor y masa, como reactores, sistemas de refrigeración y unidades de separación. El conocimiento preciso de la velocidad, forma y volumen de las burbujas es crucial, ya que estos parámetros influyen directamente en la eficiencia de la interacción de fases y el rendimiento del proceso de mezcla. En las últimas décadas, se han desarrollado numerosas técnicas para medir la velocidad, forma y volumen de las burbujas. La mayoría de los esfuerzos se han centrado en métodos no intrusivos para minimizar la perturbación del flujo. Sin embargo, una técnica capaz de medir simultáneamente estas características de las burbujas en un dominio espacial denso sigue siendo esquiva. En esta investigación, se presenta una técnica basada en imágenes que permite la medición simultánea de la velocidad, forma y volumen de burbujas en flujos burbujeantes sobre un dominio lineal muestreado densamente. Una cámara de alta velocidad captura la variación en la intensidad de la luz a medida que las burbujas pasan frente a una lámina láser colimada, proporcionando datos en tiempo real y de alta resolución. Se evalúa la precisión de la metodología propuesta y se cuantifican las incertidumbres asociadas con las mediciones de velocidad y volumen. Dado los resultados prometedores y la simplicidad del hardware y la configuración, este estudio representa un paso importante hacia el desarrollo de una técnica para el monitoreo en línea de procesos industriales que involucran flujos burbujeantes.
Descripción
El flujo burbujeante es un régimen de flujo común en muchas aplicaciones industriales que involucran transferencia de calor y masa, como reactores, sistemas de refrigeración y unidades de separación. El conocimiento preciso de la velocidad, forma y volumen de las burbujas es crucial, ya que estos parámetros influyen directamente en la eficiencia de la interacción de fases y el rendimiento del proceso de mezcla. En las últimas décadas, se han desarrollado numerosas técnicas para medir la velocidad, forma y volumen de las burbujas. La mayoría de los esfuerzos se han centrado en métodos no intrusivos para minimizar la perturbación del flujo. Sin embargo, una técnica capaz de medir simultáneamente estas características de las burbujas en un dominio espacial denso sigue siendo esquiva. En esta investigación, se presenta una técnica basada en imágenes que permite la medición simultánea de la velocidad, forma y volumen de burbujas en flujos burbujeantes sobre un dominio lineal muestreado densamente. Una cámara de alta velocidad captura la variación en la intensidad de la luz a medida que las burbujas pasan frente a una lámina láser colimada, proporcionando datos en tiempo real y de alta resolución. Se evalúa la precisión de la metodología propuesta y se cuantifican las incertidumbres asociadas con las mediciones de velocidad y volumen. Dado los resultados prometedores y la simplicidad del hardware y la configuración, este estudio representa un paso importante hacia el desarrollo de una técnica para el monitoreo en línea de procesos industriales que involucran flujos burbujeantes.