Non-uniformity of gas dispersion in turbine-generated viscoelastic circulation flow

Authors

  • Serafim D. Vlaev,

    Corresponding author
    1. Institute of Chemical Engineering, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. G. Bonchev Str. Bl.103, BG-1113, Sofia, Bulgaria
    • Institute of Chemical Engineering, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. G. Bonchev Str. Bl.103, BG-1113, Sofia, Bulgaria
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  • Martin Martinov

    1. Institute of Chemical Engineering, Bulgarian Academy of Sciences, Acad. G. Bonchev Str. Bl.103, BG-1113, Sofia, Bulgaria
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Abstract

Gas dispersion has been analysed experimentally by measuring local gas hold-up in two lab-scale conventional turbine-agitated vessels loaded with viscoelastic fluids. The gas hold-up radial profiles obtained in various axial positions close and far from the impeller reveal high non-uniformity of gas dispersion. Non-uniformity is quantified and related to elasticity, shear dependent viscosity, shear rate, first normal stress difference coefficient and type of fluid. The low values of gas hold-up obtained for the vessel central area are interpreted as hindered gas dispersion caused by the flow pattern specific for the viscoelastic properties of the circulating fluid. The paper is complementary to the effort for collecting up data for benchmarking numerical CFD simulations (Kumar et al., 1997).

Abstract

On a étudié expérimentalement la dispersion de gaz en mesurant la rétention de gaz dans deux réservoirs agités à l'échelle de laboratoire alimentés avec des fluides viscoélastiques. Les profils de rétention de gaz radiaux obtenus dans diverses positions axiales à proximité ou à distance de la turbine révèle une forte non-uniformité de la dispersion de gaz. Cette non-uniformité est quantifiée et reliée à l'élasticité, à la viscosité dépendante du cisaillement, à la vitesse de cisaillement, au coefficient de différence des contraintes normales primaires et au type de fluide. Les faibles valeurs de rétention de gaz obtenus pour la région centrale des réservoirs sont interprétéés comme une dispersion de gaz entravée en raison du profil d'écoulement spécifique induit par les propriétés viscoélastiques du fluide circulant. Cet article vient compléter des efforts pour réunir des données pour des simulations numériques (Kumar et al., 1997).

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