Fulltext

Fluid Dynamic in Bubble Columns with Heat Exchanger Internals

ديناميكية السوائل في الاعمدة الفقاعة ذات اعمدة التبادل الحراري الداخلية

Burhan Sadeq Abdulrazzaq

Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا
ISSN: 16816900 24120758 Year: 2014 Volume: 32 Issue: 11 Part (A) Engineering Pages: 2815-2829
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Abstract

The effects of vertical cooling internals on the gas hydrodynamics was studied in gas-liquid system (bubble columns) for column diameters, 15 and 30 cm in the absence and presence of internals (the % occluded area by internals 5, 10, and 20%). The superficial gas velocity was varied in the range 0.8-30 and 0.8-7.6 cm/s for 15 and 30 cm column diameters respectively. The effect of internals on the bubble dynamics in columns was assessed using the electroresistivity probe technique. The overall gas holdup is measured experimentally by bed expansion technique. The experimental results show that the increased in percentage coverage of cross sectional area by internals causes an increase in the overall gas holdup values, gas holdup radial profiles, bubble rise velocity, bubble frequency and reduce average bubble diameters. Correlations have been used for the estimation of the gas holdup in gas-liquid system bubble column. The overall gas holdup can be easily predicted from .Comparison of the model predictions with the experimental data shows agreement with error 0.017 which ensure the reliability and confidentiality of the adopted the correlations to be used in further designation and scale-up purposes.

تمت دراسة تاثير الاعمدة الدخلية المستخدمة في عملية التبريد في الاعمدة الفقاعية على هيدروديناميكية الغاز في منظومة غاز – سائل باعمدة فقاعية ذات اقطار 15 و 30 سم بغياب ووجود الاعمدة الداخلية (بتغطية المقطع العرضي بنسب مئوية 5 ، 10 و 20% من المساحة الكلية). وقد اختلفت سرعة الغاز السطحية بين 0.8-30 و 0.8-7.6 سم/ثا لاعمدة فقاعة ذات اقطار 15 و 30 سم على التوالي. تم تقييم وقياس تاثير االاعمدة الداخلية على ديناميكية الفقاعة باستخدام تقنية المجس. تم قياس محتوى الغاز الكلي تجريبيا بتقنية تمدد الحشوة والسائل. اظهرت النتائج ان الزيادة في نسبة التغطية من مساحة المقطع العرضي بواسطة الاعمدة الداخلية يسبب زيادة في محتوى الغاز الكلي وزيادة في محتوى الغاز الشعاعي وسرعة انطلاق الفقاعة وتقليل متوسط قطر الفقاعة. يمكن التنبؤ بمحتوى الغاز الكلي من خلال المعادلة وقد استخدمت إرتباطات لتقدير محتوى الغاز في نظام غاز سائل للعمود الفقاعي. تمت مقارنة تنبؤات النموذج مع البيانات التجريبية واظهرت تطابقها مع نسبة خطا تصل الى 0.01 مما يعطي الاعتمادية والموثوقية لاستخدام الموديل في الحسابات التصميمية للاعمدة الفقاعية.

Keywords

Bubble columns --- Overall gas holdup --- Gas holdup --- Internals