Characterization of turbulence in rectangular bubble column

Sathe, Mayur J.; Joshi, Jyeshtharaj B.; Evans, Geoffrey M.

doi:10.1016/j.ces.2013.01.004

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“…Particle seeding allows the determination of velocities for the liquid phase, and, in dispersed bubbly flows, the velocity and distribution of the gaseous phase is determined via identification and tracking of single bubbles. In planar PIV, dispersed bubbles can be isolated from seeding particles using a size-based filter [24,25], or a separate imaging system operating at a different wavelength can be used to capture shadow images of the bubbles [26,27]. Also, threedimensional liquid velocities measurement along with ellipsoidal bubble reconstruction has been achieved with a stereoscopic PIV set up to study single bubble dynamics [28].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Three-dimensional liquid-vapor interface reconstruction from high-speed stereo images during pool boiling

Mira-Hernández

Weibel

Vlachos

et al. 2019

International Journal of Heat and Mass Transfer

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A technique for reconstruction of liquid-gas interfaces based on high-speed stereo-imaging is applied to the liquid-vapor interfaces formed above a heated surface during pool boiling. Template matching is used for determining the correspondence of local features of the liquid-vapor interfaces between the two camera views. A sampling grid is overlaid on the reference image, and windows centered at each sampled pixel are compared with windows centered along the epipolar line in the target image to obtain a correlation signal. The three-dimensional coordinates of each matched pixel are determined via triangulation, which yields the physical world representation of the liquid-vapor interface. Liquid-vapor interface reconstruction is demonstrated during pool boiling for a range of heat fluxes. Textured mushroom-like vapor bubbles that are fed by multiple nucleation sites are formed close to the heated surface. Analysis of the temporal attributes of the interface distinguishes the transition with increasing heat flux from a mode in which vapor is released from the surface as a continuous plume to one dominated by the occurrence of intermittent vapor bursts. A characteristic morphology of the vapor mushroom formed during vapor burst events is identified. This liquid-vapor interface reconstruction technique is a time-resolved, flexible and non-invasive alternative to existing methods for phase-distribution mapping, and can be combined with other opticalbased diagnostic tools, such as tomographic particle image velocimetry. Vapor flow morphology characterization during pool boiling at high heat fluxes can be used to inform vapor removal strategies that delay the occurrence of critical heat flux during pool boiling.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Three-dimensional liquid-vapor interface reconstruction from high-speed stereo images during pool boiling

Mira-Hernández

Weibel

Vlachos

et al. 2019

International Journal of Heat and Mass Transfer

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“…In studies of bubble swarms, the bubbles were either not uniform, e.g., , or have been generated by only one single inlet nozzle, e.g., . Additionally, most publications considered pseudo‐2D rectangular bubble columns, far from practical configurations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Additionally, most publications considered pseudo‐2D rectangular bubble columns, far from practical configurations. These studies focused on the hydrodynamics in the bubble columns , . In rectangular bubble columns also the mixing behavior and concentration changes were investigated using fluorescent dyes and LIF in , .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Investigation of Mass Transfer and Hydrodynamics in a Model Bubble Column

2017

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Gas-liquid mass transfer in bubble columns is strongly influenced by the flow field in the column. The underlying transport processes are often the limiting factor. Since bubble columns are widely used in the chemical process industry, it is essential to quantify how the dispersed gas can come into reaction with the liquid phase through gas-liquid mass transfer. CO 2 bubble swarms in a cylindrical model bubble column are considered. Optical measurement methods are used for the nonintrusive measurement of velocity and pH change, resulting from the dissolution of CO 2 in the liquid phase. The mean and fluctuating velocity components in the center plane of the column as well as the time-dependent pH fields in this plane are determined. From these quantities, derived values characterizing the mass transfer from gaseous CO 2 to the liquid phase can be calculated.

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Section: Introductionunclassified

“…A turbulência gerada pelas bolhas ao ascenderem na coluna é denominado de turbulência induzida. Já a turbulência gerada por uma grade é denominada de turbulência verdadeira (SATHE; JOSHI; EVANS, 2013;HOSOKAWA, TOMIYAMA, 2013).Vários experimentos em escoamentos gás-líquido, mostram que a presença da fase dispersa, bolhas, altera consideravelmente a turbulência do líquido. As bolhas induzem flutuações que aumentam a turbulência global, alterando assim os mecanismos de produção, distribuição e dissipação desta (CHAHED; ROIG; MASBERNAT, 2003).…”

unclassified

Estudo Experimental Da Turbulência Induzida Em Colunas De Bolhas

Wanke¹,

Silva²,

Decker³

et al. 2015

Anais Do XXXVII Congresso Brasileiro De Sistemas Particulados

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RESUMONos escoamentos multifásicos, gás-líquido, as estruturas turbulentas presentes na fase contínua e como elas interagem com a fase dispersa, são consideradas uma das mais importantes questões a serem avaliadas. Visto que estas estruturas e sua interação alteram as características do escoamento, como também a distribuição da fração volumétrica, podem ocasionar quedas de pressão e ainda influenciar nos mecanismos de transferência de massa, energia e quantidade de movimento. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da passagem das bolhas no movimento da fase líquida. Para tanto, estudos foram realizados em uma coluna de bolhas em escala laboratorial, a uma vazão volumétrica da fase dispersa de 5 L/min. A técnica experimental empregada foi a velocimetria por imagem de partícula (PIV). A estratégia utilizada para mensurar a velocidade da fase líquida, bem como sua flutuação e consequentemente a energia cinética turbulenta foi que após o escoamento estar estabilizado a injeção de ar na coluna de bolhas foi interrompida, após um curto intervalo de tempo onde todas as bolhas cessaram, a aquisição de dados foi realizada por aproximadamente 10s, para que fosse possível avaliar apenas a influência da passagem das bolhas na dinâmica do escoamento do líquido. INTRODUÇÃOColunas de bolhas são equipamentos amplamente utilizados na indústria, devido à sua simples construção e operação; ainda por promover altas taxas de transferência de calor e massa. No entanto, sua fluidodinâmica é deveras complexa, a maneira como as fases interagem entre si e a turbulência gerada pela passagem das bolhas ainda é objeto de estudo.As estruturas turbulentas da fase líquida e como elas interagem com a fase gasosa são consideradas uma das mais importantes questões em escoamentos gás -líquido, visto que as interações entre as fases e as estruturas turbulentas afetam as características do escoamento, distribuição da fração volumétrica, queda de pressão e os mecanismos de transferência de massa, energia e quantidade de movimento. A turbulência gerada pelas bolhas ao ascenderem na coluna é denominado de turbulência induzida. Já a turbulência gerada por uma grade é denominada de turbulência verdadeira (SATHE; JOSHI; EVANS, 2013;HOSOKAWA, TOMIYAMA, 2013).Vários experimentos em escoamentos gás-líquido, mostram que a presença da fase dispersa, bolhas, altera consideravelmente a turbulência do líquido. As bolhas induzem flutuações que aumentam a turbulência global, alterando assim os mecanismos de produção, distribuição e dissipação desta (CHAHED; ROIG; MASBERNAT, 2003).Segundo Rzehak e Krepper (2013b) o progresso na modelagem da turbulência em

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Characterization of turbulence in rectangular bubble column

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Three-dimensional liquid-vapor interface reconstruction from high-speed stereo images during pool boiling

Three-dimensional liquid-vapor interface reconstruction from high-speed stereo images during pool boiling

Investigation of Mass Transfer and Hydrodynamics in a Model Bubble Column

Estudo Experimental Da Turbulência Induzida Em Colunas De Bolhas

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