Important Factors in Bubble Coalescence Modeling in Stirred Tank Reactors

Authors

  • Rahman Sudiyo,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering and Environmental Science, Chalmers University of Technology, Gothenburg, S-41296, Sweden
    • Department of Chemical Engineering and Environmental Science, Chalmers University of Technology, Gothenburg, S-41296, Sweden
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  • Torbjörn Virdung,

    1. Department of Chemical Engineering and Environmental Science, Chalmers University of Technology, Gothenburg, S-41296, Sweden
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  • Bengt Andersson

    1. Department of Chemical Engineering and Environmental Science, Chalmers University of Technology, Gothenburg, S-41296, Sweden
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Abstract

Bubble coalescence has been studied in a 2.6 L stirred tank. Instantaneous velocity fields were measured using PIV and corresponding turbulent kinetic energy, dissipation rate, various length and timescales were estimated. All of these data, combined with data of local gas hold-up, bubble size and coalescence rate obtained with shadowgraph were used to assess bubble coalescence at different positions. Results show that bubble coalescence takes place mostly near the tank wall, especially on the leeward side of baffles. The most important factors affecting coalescence are gas hold-up, fluctuation of liquid velocity, different rise velocities of bubbles, and trapping of bubbles in stationary and turbulent eddies.

Abstract

On a étudié la coalescence des bulles dans un réservoir agité de 2,6 L. Les champs de vitesse instantanée ont été mesurés par vélocimétrie à imagerie de particules (PIV), et l'énergie cinétique turbulente correspondante, la vitesse de dissipation et diverses échelles de longueur et de temps ont été estimés. Toutes ces données, combinées à des données de rétention de gaz locale, de taille des bulles et de vitesse de coalescence obtenues avec le projecteur de profils, ont permis d'évaluer la coalescence des bulles à différentes positions. Les résultats montrent que la coalescence des bulles se produit principalement près de la paroi du réservoir, spécialement sur la face aval des chicanes. Les principaux facteurs qui influent la coalescence sont la rétention de gaz, la fluctuation de la vitesse de liquide, les différentes vitesses d'ascension des bulles et le piégeage des bulles dans des tourbillons stationnaires et turbulents.

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