Measurements of interfacial areas in cocurrent gas—liquid downward flow

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Abstract

Gas-liquid interfacial areas were measured for cocurrent downward flow of the two-phase mixtures in a 2.54 cm ID open tube. The liquid phase was a dilute solution of aqueous sodium hydroxide and the gas phase was a mixture of air and carbon dioxide. Interfacial areas were determined by sampling the liquid phase and applying the technique of absorption with fast chemical reaction. Data were obtained in the froth flow regime and in the falling bubbly film regime which does not occur in horizontal or vertical upflow. Measured interfacial areas ranged from 0.7 to 2.5 cm−1. These values are lower than those for downflow in a 10-mm tube(10) by a factor of about two, suggesting a dependence on the tube diameter. A correlation in terms of Jepsen's frictional energy dissipation parameter equation image is presented for the interfacial area.

Abstract

On a mesuré les aires interfaciales gaz-liquide, dans le cas d'un écoulement à co-courant vers le bas, de mélanges bi-phasiques, dans un tube ouvert de diamètre intérieur de 2.54 cm. La phase liquide était formée d'une solution diluée de soude caustique aqueuse; la phase gazeuse consistait en un mélange d'air et d'anhydride carbonique. On a déterminé les aires interfaciales en prélevant un échantillon de la phase liquide et en appliquant la technique d'absorption avec une réaction chimique rapide. On a obtenu des données dans le régime d'écoulement mousseux ainsi que dans le régime d'écoulement de film de bulles qui ne peut être obtenu avec un courant ascendant, horizontal ou vertical. Les aires interfaciales mesurées ont varié entre 0.7 et 2.5 cm−1; ces valeurs sont approximativement deux fois plus faibles que celles obtenues précédemment dans le cas d'un écoulement vers le bas dans un tube de 10 mm(10), ce qui laisse croire qu'elles dépendent du diamètre du tube. On présente, pour l'aire interfaciale, une corrélation en fonction du paramètre de Jepsen equation image relatif à la dissipation de l'énergie par friction.

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