Пузырьковая колонна

Двухфазным потоком является одновременный поток двух фаз, преимущественно газа и жидкости. Реактор с пузырьковая колонна является примером применения двухфазных потоков. Реакторы с пузырьковой колонной находят свое применение в биопроцессах и в химической промышленности. В этой статье были изучены изменения характера пузырьков воздуха из-за изменения скорости потока с использованием методов обработки изображений. Расход воздуха регулируется клапаном управления потоком. Фотографии пузырьков берутся для различных скоростей. Алгоритм обработки изображений разработан с использованием различных методов обработки изображений и анализа фотографий. Свойства, такие как скорость, форма и площадь пузырьков, изучаются методами обработки изображений.

Буферные колонны широко используются для проведения газожидкостных и газожидкостных реакций в различных промышленных применениях. Дисперсионные и межфазные потоки тепло- и массопереноса, которые часто ограничивают общие скорости химических реакций, тесно связаны с динамикой жидкости системы через зону контакта жидкость-газ и турбулентные свойства потока. Таким образом, существует значительный интерес как в академических кругах, так и в промышленности к улучшению ограниченного понимания сложных многофазных потоков, которые препятствуют оптимальному масштабированию и разработке этих реакторов. В этой статье рассматривается прогресс, достигнутый в литературе за последнее десятилетие в отношении использования усредненных эйлеровых многожильных моделей и вычислительной гидродинамики (CFD) для моделирования вертикальных потоков, управляемых пузырьками. Ограничительными этапами вывода модели являются формулировка правильных граничных условий, законы замыкания, определяющие турбулентные эффекты, потоки межфазного переноса и процессы слияния и разрушения пузырьков. Примеры классического и более позднего подходов к моделированию описываются, оцениваются и обсуждаются. Очерчены физические механизмы и числовые режимы, создающие движение пузырьков в радиальном направлении. Особое внимание уделяется моделированию баланса популяции процессов слияния и разрушения пузырьков в двухфазных реакторах с барботажной колонной. Обсуждаются основополагающие соотношения, используемые для описания пузырьковых пузырьков и взаимодействий пузырь-турбулентность, критерии слияния и разрушения пузырьков, а также модели распределения дочерних размеров с уделением особого внимания типовым ограничениям. Подчеркивается потребность в усиленном моделировании, более точных и стабильных численных алгоритмах и экспериментальном анализе, предоставляющем данные для правильной проверки модели.