The onset of droplet entrainment in annular downward flows

Authors

  • Paolo Andreussi

    Corresponding author
    1. University of Pisa, Pisa, Italy
    • Istituto di Chimica Industriale ed Applicata, Facoltà di Ingegneria, Pisa 56100 Italy
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Abstract

The point of onset of large disturbance waves and droplet entrapment has been determined for the annular downward flow of air-water mixtures in a 24 mm ID tube.

Experimental results are in a good qualitative agreement with the previous work by Webb and Hewitt1. These results indicate that

  • 1the critical gas velocity at the onset of entrainment is lower than the value predicted by available correlations
  • 2the critical gas velocity continuously decreases at increasing the liquid Reynolds number
  • 3below a liquid Reynolds number of 270 no entrainment occurs even at gas velocities as high as 80 m/sec

A correlation for the critical gas velocity which is based on a simple physical model of atomization, is also proposed.

Abstract

On a déterminé les conditions de l'initiation d'ondes de pertubation et d'entraǐnement de gouttelettes, dans le cas d'un écoulement annulaire vers le bas de mélanges d'air et d'eau dans un tube de diamètre intérieur 24 mm.

Les résultats expérimentaux concordent bien qualitativement avec ceux du travail antérieur de Webb et Hewitt1; ils indiquent que:

  • 1La vitesse critique du gaz au début de l'entraǐnement des gouttelettes est inférieure à la valeur prévue par les corrélations disponibles;
  • 2La vitesse critique du gaz décroǐt continuellement lorsque le nombre de Reynolds pour le liquide augmente;
  • 3Au-dessous du nombre de Reynolds 270 pour le liquide, il ne se fait aucun entraǐnement de gouttelettes, meme pour une vitesse du gaz aussi élevée que 80 m/s.

On propose une corrélation pour la vitesse critique du gaz, basée sur un modèle physique simple de l'atomisǎt ion.

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