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Keywords:

  • swirling flow;
  • annular geometry;
  • mixing;
  • shear-stress;
  • photobioreactor

Abstract

Improvement of mixing can lead to an enhancement of photobioreactors productivity, provided that the adverse effect of shear forces is kept below the fragility- threshold of cells. Implementation of a swirling decaying flow induced by a tangential inlet in an annular photobioreactor was investigated. The study focused on a compromise solution between the mixing and the resulting shear stress, and various hydrodynamical characteristics were measured for five types of tangential inlets and three Reynolds number values. Comparison with a pseudo-axial flow induced by a radial inlet indicates that swirling flows are suitable in the particular application of microalgal cultures.

L'amélioration du mélange peut permettre une meilleure productivité des photobioréacteurs, dans la mesure où l'effet indésirable des contraintes de cisaillement est gardé en-dessous du seuil de fragilité des cellules. On a étudié l'effet d'un écoulement déclinant tourbillonnaire induit par une entrée tangentielle dans un photobioréacteur annulaire. L'accent a été mis sur un compromis entre le mélange et la contrainte de cisaillement qui en résulte, et diverses caractéristiques hydrodynamiques ont été mesurées pour cinq types d'entrées tangentielles et trois valeurs du nombre de Reynolds. La comparaison avec un écoulement pseudo-axial induit par une entrée radiale indique que les écoulements tourbillonnaires conviennent à l'application particulière des cultures de microalgues.