Pressure drop in two phase cocurrent upward flow in packed beds: Air/non-newtonian liquid systems

Authors

  • K. V. Srinivas,

    1. Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology, Kanpur - 208016, India
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  • R. P. Chhabra

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, Indian Institute of Technology, Kanpur - 208016, India
    • School of Chemical Engineering and Industrial Chemistry, The University of New South Wales, Sydney, NSW, Australia 2052
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Abstract

New data on the two phase pressure drop for the concurrent upflow of air-liquid (Newtonian and non-Newtonian) mixtures through packed beds of spherical and non-spherical particles are presented. The results for single phase flows and for the air-Newtonian liquid mixtures have been used both to gauge the overall accuracy of the present experimental methods and to evaluate the validity of the predictive expressions available in the literature. The two phase pressure drop has been measured as a function of the liquid and gas flow rates, column diameter and the power law model constants. Depending upon a suitable combination of the gas and liquid fluxes and the power law index, the two phase pressure drop may be less than its value for the flow of liquid alone. A simple expression is proposed which correlates the present set of experiments (nearly 500 data points) with satisfactory levels of accuracy over the following ranges of conditions: 0.54 ≤ n ≤ 1; 0.001 ≤ ReL* ≤ 50; 3.7 ≤ ReG ≤ 177 and 0.9 ≤χ (Lockhart-Martinelli parameter) ≤ 104.

Abstract

On présente de nouvelles données sur la perte de charge diphasique pour l'écoulement ascendant à cocourant de mélanges air-liquide (newtoniens et non newtoniens) dans des lits garnis de particules sphériques et non sphériques. On a utilisé les résultats des écoulements monophasiques et des mélanges air-liquide newtonien pour estimer la précision globale des méthodes expérimentales et évaluer la validité des expressions prédictives données dans la littérature scientifique. La perte de charge diphasique a été mesurée en fonction des débits de liquide et de gaz, du diamètre de la colonne et des constantes du modèle de la loi de puissance. Pour des combinaisons particulières des valeurs de flux de gaz et de liquide et de l'indice de loi de puissance, la perte de charge diphasique peut être inférieure à la perte de charge pour l'écoulement du liquide seul. Une expression simple est proposée qui permet de corréler la présente série d'expériences (près de 500 points de données) avec une précision satisfaisante dans la gamme de conditions suivantes: 0,54 ≤ n ≤ 1; 0,001 ≤ ReL* ≤ 50; 3,7 ≤ ReG ≤ 177, et 0,9 ≤ χ (paramètre de Lockhart-Martinelli) ≤ 104.

Ancillary