Tomografía de Volumen de Capacitancia Eléctrica (ECVT) para la Caracterización de Estructuras de Rejilla Fabricadas por Adición (AMLS) en Sistemas de Gas-Líquido
Autores: Spille, Claas; Tholan, Vaishakh Prasannan; Straiton, Benjamin; Johannsen, Monika; Hoffmann, Marko; Marashdeh, Qussai; Schlüter, Michael
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Tomografía de Volumen de Capacitancia Eléctrica (ECVT) para la Caracterización de Estructuras de Rejilla Fabricadas por Adición (AMLS) en Sistemas de Gas-Líquido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Cambio climático
Ingeniería de procesos
Aparatos de contacto gas-líquido
Transferencia de masa
Empaques estructurados
Tomografía de Volumen por Capacitancia Eléctrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Ante el trasfondo de los desafíos globales actuales y futuros, como el cambio climático, la ingeniería de procesos requiere soluciones cada vez más específicas adaptadas al problema o aplicación respectiva, especialmente en los aparatos de contacto gas-líquido. Una posibilidad para ajustar las condiciones en este tipo de aparatos es una estructuración inteligente y personalizada, que conduce a propiedades de fluido y características de flujo consistentes dentro del reactor. En el transcurso de esto, el área interfacial para la transferencia de masa, así como los tiempos de residencia, deben ajustarse y optimizarse específicamente para la aplicación respectiva. Para comprender mejor y avanzar en la investigación sobre estructuras de rejilla fabricadas aditivamente personalizadas (AMLS), se investigan las distribuciones de fase y las retenciones locales de gas que son esenciales para la transferencia de masa en diferentes estructuras y condiciones de flujo. Por primera vez se utiliza una técnica de medición tomográfica, la Tomografía de Capacitancia Eléctrica de Volumen (ECVT), y se valida con el método de expansión de volumen y una sonda de fibra óptica (A2PS-B-POP) para un sistema aire-agua en diferentes modos de operación (con o sin flujo de líquido concurrente en estado vacío o empaquetado). La ECVT demostró ser particularmente útil tanto en el tubo vacío como en el estado empaquetado y proporcionó nuevas perspectivas sobre las distribuciones de fase que ocurren dentro de los empaques estructurados, que habrían llevado a resultados significativamente subestimados basados en las mediciones de referencia visual, especialmente para una estructura de rejilla fabricada aditivamente densamente empaquetada (5 mm cúbicos en la punta). Particularmente para las estructuras modificadas, que se suponía debían mostrar diferencias locales específicas, la ECVT pudo resolver los cambios localmente. El uso adicional de una bomba para la operación de flujo concurrente resultó en fluctuaciones ligeramente más altas dentro de los datos de ECVT, aunque los eventos locales aún pudieron resolverse adecuadamente. La comparación final de los datos del tubo vacío en reposo con una sonda de fibra óptica mostró que los resultados estaban en buena concordancia y que las desviaciones locales se debían a diferencias generales en las respectivas técnicas de medición.
Descripción
Ante el trasfondo de los desafíos globales actuales y futuros, como el cambio climático, la ingeniería de procesos requiere soluciones cada vez más específicas adaptadas al problema o aplicación respectiva, especialmente en los aparatos de contacto gas-líquido. Una posibilidad para ajustar las condiciones en este tipo de aparatos es una estructuración inteligente y personalizada, que conduce a propiedades de fluido y características de flujo consistentes dentro del reactor. En el transcurso de esto, el área interfacial para la transferencia de masa, así como los tiempos de residencia, deben ajustarse y optimizarse específicamente para la aplicación respectiva. Para comprender mejor y avanzar en la investigación sobre estructuras de rejilla fabricadas aditivamente personalizadas (AMLS), se investigan las distribuciones de fase y las retenciones locales de gas que son esenciales para la transferencia de masa en diferentes estructuras y condiciones de flujo. Por primera vez se utiliza una técnica de medición tomográfica, la Tomografía de Capacitancia Eléctrica de Volumen (ECVT), y se valida con el método de expansión de volumen y una sonda de fibra óptica (A2PS-B-POP) para un sistema aire-agua en diferentes modos de operación (con o sin flujo de líquido concurrente en estado vacío o empaquetado). La ECVT demostró ser particularmente útil tanto en el tubo vacío como en el estado empaquetado y proporcionó nuevas perspectivas sobre las distribuciones de fase que ocurren dentro de los empaques estructurados, que habrían llevado a resultados significativamente subestimados basados en las mediciones de referencia visual, especialmente para una estructura de rejilla fabricada aditivamente densamente empaquetada (5 mm cúbicos en la punta). Particularmente para las estructuras modificadas, que se suponía debían mostrar diferencias locales específicas, la ECVT pudo resolver los cambios localmente. El uso adicional de una bomba para la operación de flujo concurrente resultó en fluctuaciones ligeramente más altas dentro de los datos de ECVT, aunque los eventos locales aún pudieron resolverse adecuadamente. La comparación final de los datos del tubo vacío en reposo con una sonda de fibra óptica mostró que los resultados estaban en buena concordancia y que las desviaciones locales se debían a diferencias generales en las respectivas técnicas de medición.