TY - JOUR ID - TI - EXPERIMENTAL STUDY OF LIQUID DISPERSION IN BUBBLE COLUMN دراسة تجريبية للسائل المشتت في العمود الفقاعي AU - Hayder Abd Al-kaream Muhsin حيدر عبد الكريم محسن PY - 2008 VL - 1 IS - 1 SP - 56 EP - 85 JO - DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية SN - 19998716 26166909 AB - The main object of this study is to investigate the influence of column diameter and superficial gas velocity on liquid phase dispersion coefficients (axial and radial dispersion coefficients), mixing times, gas holdup, and bubble dynamics (bubble diameter and rise velocity). The liquid phase dispersion, gas holdup, and bubble dynamics (Db and Vb0) were measured for the air-water system in bubble columns of two different diameters,15 and 30 cm. The superficial gas velocity, Ug, was varied in the range 1-10 cm/s, spanning both the homogeneous and heterogeneous flow regimes. The height of liquid in the column was kept constant at 130 cm for the two column. Axial and radial dispersion coefficients and mixing times were measured at various axial and radial locations inside the columns (Z = 25, 75, 125 cm and r/R = 0, 0.45, 0.85), bubble dynamics were measured at three axial location (Z=25, 75, 125 cm). From the experimental data it was found that, the value of the radial dispersion coefficient (Dr,L) and axial dispersion coefficient (Dax,L), gas holdup, bubble diameter and bubble rise velocity, increase with increasing superficial gas velocity. The results emphasise the significant influence of the column diameter on the hydrodynamics. Gas holdup showed a decrease with increasing column diameter, while the radial dispersion coefficient (Dr,L), axial dispersion coefficient (Dax,L), bubble diameter and bubble rise velocity increased with increasing column diameter. A statistical analysis was performed to get a general correlations for the axial liquid dispersion coefficient as a function of the mixing time and dispersion height (Hd), this correlations are: Dax,L=0.15 H2d /θ0.3 for 30 cm column diameter and Dax,L=0.11 H2d /θ0.3 for 15 cm column diameter.

إنّ الهدف الرئيسيَ لهذه الدراسةِ هو َتحرّي تأثيرَ قطرِ العمودِ وسرعةِ الغازِ السطحيةِ على معاملاتِ تشتت السائلِ (المعاملات المحوريةِ والقطريةِ) و زمن الخلط و المحتوى الحجمي للغار و سلوكية الفقاعةِ (قطر الفقاعةِ وسرعة إرتفاعها). تشتت السائلِ و المحتوى الحجمي للغار و سلوكية الفقاعةِ (قطر الفقاعةِ وسرعة إرتفاعها) قِيستْ لنظامِ (ماءِ _ هواء) في عمودين لقطرين مختلفينِ ( 15 و 30 سنتيمتر) و بمدى سرعة غاز سطحية َ يتراوح بين( 1-10 سنتيمتر/ثا) يغطّي كلتا أنظمة التدفقِ المتجانسةِ والمضطربة. إرتفاع السائلِ كان 130 سنتيمتراً للعمودين. معاملات تشتت السائلِ (المعاملات المحوريةِ والقطريةِ) و زمن الخلط قِيستْ في مواقعِ محورية وقطرية مُخْتَلِفة داخل الأعمدةِ (Z = 25, 75, 125 سنتيمتراً و R r/= 0, 0.45, 0.85) بينما سلوكية الفقاعةِ (قطر الفقاعةِ وسرعة إرتفاعها) قِيستْ في ثلاثة مواقع محورية ( Z=25, 75, 125 سنتيمتراً).هذا العملِ يُقدّمُ تحليلا نظريا يأْخذُ في الحسبان الإختِلاط في أعمدةِ الفقاعةِ المحوريةِ والشعاعيةِ بشكل آني. هذا التحليلِ أستعمل لحِساب معاملاتِ التشتت المحوريةِ والشعاعيةِ مِنْ بياناتِ إستجابة الراسم المدروسةِ بشكل تجريبي. النموذج الكامل لتشتت السائلِ أستَعمل لمعرفة طبيعة الخلط المحوريِ والشعاعيِ في عمودِ الفقاعةِ بشكل آني. التقنيات التجريبية ذات العلاقة لقياس تشتت السائلِ نوقشَ بشكل شامل مِن قِبل Deckwer (1992) (6). . معاملات التشتت تَحْسبُ بواسطة قياس استجابة (تركيزِ _ زمن) المدروس و ذلك باستعمال راسم غير ماصّ خامد غير تفاعلي في المفاعلِ. نموذج التشتت استعمل لمُلائَمَة بياناتِ الرَدِّ المدروسةِ. إنّ قيمة معاملَ التشتت القطري كانت تساوي 1% من قيمة معاملِ التشتت المحوري. مِنْ البياناتِ التجريبيةِ وجد بأن قيمة معاملِ التشتت القطري ومعامل التشتت المحوري و محتوى الغاز الحجمي وقطر الفقاعة وسرعة الفقاعة تزداد بزيَاْدَة سرعةِ الغازِ السطحيةِ. تؤكّد النتائِج التأثير الهامَّ لقطرِ العمودَ على محتوى الغاز الحجمي حيث وجد أن محتوى الغاز الحجمي يقل بزيَادة قطرِ العمودِ، بينما معامل التشتت القطري و معامل التشتت المحوري و قطر الفقاعةِ وسرعة الفقاعة تزداد بزيادَة قطرِ العمودِ.وقد تم إجراء تحليلات إحصائية للحصول على معادلة عامة لمعامل تشتت السائل المحوري (Dax,L) كدالة لزمن الخلط (θ0.3) و إرتفاع التشتت (Hd) التي تم دراستها عملياً, و كانت المعادله بالصيغة ألصيغة التالية: للعمود ذي القطر 30 سم للعمود ذي القطر 15 سم ER -