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Keywords:

  • bubble column;
  • scale-up effect;
  • local bubble dynamics;
  • macroscopic flow structure;
  • laser Doppler technique

Abstract

Local bubble behaviours were investigated in three bubble columns with different diameters of 200, 400 and 800 mm. By means of a novel single-tip optical fibre probe employing laser Doppler technique, the local gas holdup, bubble frequency, bubble size and velocity were measured simultaneously at different locations of the columns. Measurements were performed in air-water system at superficial gas velocities up to 90 mm/s. The averaged profiles and instantaneous measurements were analyzed and compared for different columns. The presence of a coherent gross circulation structure spanning the entire column diameter in the larger column rather than a pair of symmetrical circulation cells observed in the smaller columns has been confirmed.

Les comportements locaux des bulles ont été étudiés dans trois colonnes à bulles de diamètres différents, soient 200, 400 et 800 mm. Au moyen d'une nouvelle sonde à fibre optique à embout unique employant la technique laser Doppler, des mesures locales de la rétention de gaz, de la fréquence des bulles, de la taille des bulles et de la vitesse ont été effectuées simultanément à différents endroits dans les colonnes. Ces mesures ont été effectuées pour un système air-eau à des vitesses de gaz superficielles atteignant 90 mm/s. Les profils moyennés et les mesures instantanées ont été analysés puis comparés pour différentes colonnes. La présence d'une structure de circulation unique cohérente occupant tout le diamètre de la colonne dans la colonne la plus large plutôt qu'une paire de cellules de circulation symétriques observées dans les colonnes plus petites est confirmée.