TY - JOUR ID - TI - HYDRODYNAMICS OF A CONCENTRIC TUBES AIRLIFT REACTOR هيدروديناميكية المفاعل الأنابيب المتمحور ة من نوع Airlift AU - Aseel Abd Aljabbar أسيل عبد الجبار PY - 2010 VL - Engineering Sc. Conference IS - First SP - 427 EP - 444 JO - DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية SN - 19998716 26166909 AB - ABSTRACT:- In airlift reactors transport phenomena are achieved by pneumatic agitation and circulation occurs in a defined cyclic pattern through a loop. In the present work, the effect of geometrical relations on gas holdup and liquid velocity, and consequently on the gas-liquid mass transfer coefficient, was studied in a 15-liter airlift bioreactor with Ad/Ar = 0.224, Ad : downcomer cross-sectional area, and Ar : riser cross-sectional area. Measurements of the volumetric oxygen transfer coefficient (KLa) were taken in a raw water-air system using a sulfite oxidation method for depleting the oxygen to zero. The unsteady state concentration of oxygen is then measured using DO probe. Different conditions were examined by varying parameters such as superficial air velocity in the riser (Usg), using two types of air sparger which have a remarkable effect on KLa values. The effect is due to their influence on gas holdup and liquid velocity, consequently affecting KLa. Superficial air velocity in the riser (Usg) ranged from 0.03 to 0.06 m.s-1 and KLa varied between 0.01 to 0.07 s-1. Empirical equations were obtained between KLa and Usg as: KLa = 0.28 Usg 0.53 for cross sparger KLa = 0.58 Usg 0.86 for o-ring spargerKeywords:- Airlift, Bioreactor, hydrodynamics, oxygen mass transfer rate.

الخلاصة تتحقق ظاهرة الانتقال في المفاعلات الحيوية من نوع (airlift)بواسطة الخلط الهوائي والتدوير الذي يحدث في دوائر محددة خلال حلقة معينة. تمت دراسة الخصائص الهندسية وتأثيراتها على الغاز المعلق وسرعة السائل وبالتالي على معامل انتقال الكتلة بين السائل والغاز في مفاعل حيوي من نوع airlift) ) ذو حجم (15 ليتر) و Ad/Ar=0.224) ) حيث ان Ad : مساحة المقطع للسائل النازل و Ar : مساحة المقطع للغاز المتصاعد . أخذت قياسات المعامل الحجمي لانتقال الأوكسجين في نظام ماء-هواء باستعمال طريقة أكسدة الكبريتيد لخفض الأوكسجين المذاب إلى الحدود الدنيا ( الصفرية). تم اخذ قياسات الأوكسجين المذاب للحالة الغير المستقرة باستعمال متحسس الأوكسجين المذاب. أجريت التجارب بظروف مختلفة من خلال تغيير عدة عوامل مثل سرعة الغاز الظاهرية في ممر الغاز المتصاعد باستعمال نوعين من موزعات الغاز والتي كان لها تأثير واضح على المعامل الحجمي لانتقال الأوكسجين المذاب. إن التغيير في نوع الموزع آثر على حجم الغاز المعلق وسرعة السائل وبالتالي على مقدار المعامل ألحجمي لانتقال الأوكسجين المذاب. تراوحت قيم السرعة الظاهرية للغاز في ممر الغاز المتصاعد بين (0.03-0.06 ) م/ثا وتراوحت قيم المعامل الحجمي لانتقال الأوكسجين المذاب بين (0.01-0.07) 1/ثا . تم التوصل إلى المعادلة التطبيقية التالية بين KLa وUsg :KLa = 0.28 Usg0.53 for cross spargerKLa= 0.58 Usg0.6 for o-ring sparger ER -