Breakup of drops around the edges of Rushton turbine

Abstract

A detailed experimental and simulation study has been carried out in the present work to understand drop breakup in regions around the edge of the Rushton turbine in agitated vessels. The effect of impeller speed, impeller size, interfacial tension, and the viscosities of the two phases is studied on drop breakup through their effect on d max , the size of the largest drop in the system, and the whole size distribution. The measurements were carried out using Galai particle size analyser and optical microscope. Experimental analysis shows that the d max , maximum stable drop diameter varies with impeller tip velocity to the power −1. The variation of d max with interfacial tension is studied using different surfactants. The effect of viscosity ratio, achieved by changing the dispersed phase viscosity, on d max is captured. For the same d max values obtained from two different dispersed phases show that the wider drop size distribution is observed for higher dispersed phase viscosity.Uneétude expérimentale et de simulation détaillée aété réalisée dans ce travail dans le but de comprendre la rupture de gouttes dans les zones près de l'extrémité de la turbine Rushton dans des cuves agitées. L'effet de la vitesse de l'impulseur, de la taille de l'impulseur, de la tension interfaciale et des viscosités des deux phases estétudié sur la rupture de gouttes par leur effet sur le diamètre de goutte stable maximal, la taille de la plus grosse goutte du système et la distribution pour toute la taille. Les mesures ontété effectuéesà l'aide d'un analyseur granulométrique Galai et d'un microscope optique. Une analyse expérimentale démontre que le diamètre de goutte stable maximal varie avec une vélocité du bout de l'impulseurà la puissance -1. La variation du diamètre de goutte stable maximal avec la tension interfaciale estétudiéeà l'aide de différents surfactifs. L'effet de viscosité relative, atteint en changeant la viscosité de phase dispersée, sur le diamètre de goutte stable maximal est capté. Les mêmes valeurs de diamètre de goutte stable maximal obtenues de deux phases dispersées différentes indiquent que la distribution des plus grosses gouttes est observée pour la viscosité de phase dispersée supérieure.

Drop Size Distribution in Agitated Contactor: A Review

“…Previous studies revealed that drop breakage is a function of different operating parameters such as the physical properties of dispersed and continuous phases, the tank's geometry, the power input, and the time of exposure to the turbulence field. [12] found that the d max is the same for both large and small impellers. Interfacial tension increases d max linearly [13], show that the d max for the pure breakup process decreases with time.…”

Experimental and modeling evaluation of droplet size in immiscible liquid-liquid stirred vessel using various impeller designs

“…Furthermore, it plays a key role to generate interfacial areas in order to determine the mass transfer rate between the phases in liquid-liquid systems [1][2][3]. Smaller drop sizes become more beneficial in mass transfer processes where they generate larger interfacial and mass transfer areas around the impeller area compared to drops with larger size [4,5]. The drop size distribution has consequences of the dynamic equilibrium between the drop break up and coalesce [6,7].…”