Bubble Size Distributions for Dispersed Air – Water Flows in a 100 mm Horizontal Pipeline

Authors


Abstract

The bubble size distributions of air dispersed in water flowing in a 100 mm horizontal pipeline were studied. Size distributions were obtained with a high-speed digital camera at axial positions 0.5, 15.3 and 42.3 m from the air injection point. Air was injected into the pipeline through a narrow tube extending into the pipe, perpendicular to the pipe axis. The effects of average water velocity, air concentration, and injection nozzle diameter on the evolution of bubble size distribution with axial pipe position were studied. For the lowest air concentration of 0.07%, equilibrium bubble size distributions were dependent only on water velocity. Nozzle injection diameter did not affect the downstream bubble size distributions at air concentrations of 0.07% and 0.3%. Levich's break-up theory was found to over-predict the experimental dmax for each test condition.

Abstract

On a étudié les distributions de taille des bulles dans de l'air dispersé dans de l'eau s'écoulant dans une conduite horizontale de 100 mm. Les distributions de taille ont été obtenues avec une caméra numérique à haute vitesse à des positions axiales de 0,5 m, 15,3 m et 42,3 m du point d'injection de l'air. L'air est injecté dans la conduite à l'aide d'un tube étroit introduit dans la conduite, perpendiculairement à l'axe de la conduite. On a étudié les effets de la vitesse moyenne de l'eau, de la concentration d'air et du diamètre de l'orifice d'injection sur l'évolution de la distribution de tailles des bulles en fonction de la position axiale dans la conduite. Pour la plus faible concentration d'air, soit 0,07%, les distributions de tailles des bulles à l'équilibre sont dépendantes uniquement de la vitesse de l'eau. Le diamètre de l'orifice d'injection n'influence pas les distributions de tailles des bulles dans le courant descendant à des concentrations d'air de 0,07% et 0,3%. On a trouvé que la théorie de rupture de Levich prédisait de façon excessive la dmax expérimentale dans toutes les conditions des essais.

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