Heat transfer and gas holdup studies in a bubble column: Air-water-sand system

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Abstract

Air-holdup and heat transfer coefficient data are reported for the air-water and air-water-sand system as a function of air velocity in the temperature range 297-343 K as measured in a 0.305 m diameter bubble column operating in semi-batch mode and equipped with either a five- or seven-tube bundle. A 65 μm average size sand powder is used at concentrations of 5 and 10 mass percent in the slurry. Available correlations of gas holdup and heat transfer coefficients are examined on the basis of these data. These are found inappropriate and inadequate for representing these experimental data. Gas holdup data are well represented by an approach based on Nicklin's (1962) work, and heat transfer data are adequately represented by a simple semi-empirical expression. Accurate experimental data on additional systems are needed to develop a reliable heat transfer theory particularly for process representation at temperatures higher than ambient.

Abstract

On présente des données sur la rétention d'air et le coefficient de transfert de chaleur pour les systèmes air-eau et air-eau-sable en fonction de la vitesse de l'air à des températures comprises entre 297 et 343 K telles qu'elles ont été mesurées dans une colonne de 0,305 m de diamètre fonctionnant en mode semi-discontinu et munie d'un faisceau de cinq ou sept tuyaux. Du sable très fin d'un diametre moyen de 65 μm a été utilisé a des concentrations de 5 et 10 pour cent en masse dans la suspension. Des corrélations existantes sur la rétention du gaz et le coefficient de transfert de chaleur ont été examinées à partir de ces données. On a trouvé qu'elles étaient inappropriées et inadéquates pour représenteér les données expérimentales. Il est possible de bien représenter les données de rétention de gaz en utilisant une méthode s'appuyant sur le travail de Nicklin (1962); les données sur le transfert de chaleur sont quant à elles bien représentées par une expression semi-empirique simple. Des données expérimentales précises sur d'autres systèmes sont nécessaires pour mettre au point une théorie du transfert de chaleur fiable, en particulier pour la représentation des procédés à des températures plus élevees que la température ambiante.

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