Study of an air-lift system. Part I: Hydrodynamics of the atara piston bubble cannon mixer

Authors

  • B. P. A. Grandjean,

    1. Départements de génie chimique et de génie métallurgique, École Polytechnique de Montréal, C.P. 6079 Succ. “A”, Montréal (Québec) Canada H3C 3A7
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  • F. Ajersch,

    1. Départements de génie chimique et de génie métallurgique, École Polytechnique de Montréal, C.P. 6079 Succ. “A”, Montréal (Québec) Canada H3C 3A7
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  • P. J. Carreau,

    1. Départements de génie chimique et de génie métallurgique, École Polytechnique de Montréal, C.P. 6079 Succ. “A”, Montréal (Québec) Canada H3C 3A7
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  • I. Patterson

    1. Départements de génie chimique et de génie métallurgique, École Polytechnique de Montréal, C.P. 6079 Succ. “A”, Montréal (Québec) Canada H3C 3A7
    Current affiliation:
    1. Department of Chemical Engineering, McGill University, Montréal (Québec) Canada H3A 2A7.
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Abstract

Hydrodynamic studies of the two-phase flow of air-water mixtures were carried out in an innovative air-lift system called the “Atara Piston Bubble Cannon Mixer”. Slug and churn flows were observed in the discharge tube. The bubble velocity in the slug flow regime and the pressure drop were measured. Bubble entrance effects, found to affect the pressure drop particular to this configuration, are explained The air-lift pump performance is analysed and a hydrodynamic model is developed to predict the pumping capacity as a function of the gas flow rate.

Abstract

L'hydrodynamique d'un écoulement air-eau, vertical ascendant a été étudiée dans un dispositif original d'entrainement d'un liquide par un gaz, developpé par Atara, et connu sous le nom de “canon à bulles”. Les régimes d'écoulements observés ont été les écoulements par poches et turbulent baratté. Dans le cas de l'écoulement par poches, la vitesse ascensionnelle des poches d'air a été mesurée. Les mesures de perte de charge ont mis en évidence l'importance des effets d'entrée des bulles d'air dans le tube et une analyse de ces phénomènes a été developpée. On a mesuré les capacités de pompage du dispositif et une modélisation basée sur l'équation de quantité de mouvement a permis d'obtenir une relation entre les débits de liquide et de gaz.

Ancillary