Theoretical Analysis of the Onset of Gas Entrainment from a Stratified Region through a Single Side-Oriented Branch at Moderate Froude Numbers

Authors

  • Mahmoud Ahmed,

    Corresponding author
    1. Department of Mechanical and Industrial Engineering, Concordia University, 1455 de Maisonneuve Blvd. West, H549 Montreal, QC Canada, H3G 1M8
    • Department of Mechanical and Industrial Engineering, Concordia University, 1455 de Maisonneuve Blvd. West, H549 Montreal, QC Canada, H3G 1M8
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  • Ibrahim Hassan,

    1. Department of Mechanical and Industrial Engineering, Concordia University, 1455 de Maisonneuve Blvd. West, H549 Montreal, QC Canada, H3G 1M8
    Current affiliation:
    1. Mechanical Engineering Department, Assiut University, Assiut, Egypt
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  • Nabil Esmail

    1. Department of Mechanical and Industrial Engineering, Concordia University, 1455 de Maisonneuve Blvd. West, H549 Montreal, QC Canada, H3G 1M8
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Abstract

A theoretical investigation has been conducted for the prediction of the critical height at the onset of gas entrainment during single discharge from a stratified, two-phase region, through a branch installed on an inclined flat wall. The predicted critical height at the onset of gas entrainment was proven to be a function of Froude number (Fr) and density ratio of the interface fluids. Three different experimental data sets at wall inclination angles of zero, 45 and 90 degrees (i.e. side, inclined and bottom branches) were used for comparisons. A good concurrence was illustrated between the experimental and theoretical values.

Abstract

On a mené une étude théorique pour la prédiction de la hauteur critique au début de l'entraînement du gaz lors du déchargement simple d'une région diphasique stratifiée, dans une branche installée sur une paroi plate inclinée. On a prouvé que la hauteur critique prédite au début de l'entraînement du gaz était fonction du nombre de Froude (Fr) et du rapport volumique des fluides à l'interface. Trois ensembles de données expérimentales différents à des angles d'inclinaison de la paroi de 45 et 90 degrés (soient des branches latérales, inclinées et inférieures) ont été utilisés pour les comparaisons. Un bon accord a été trouvé entre les valeurs expérimentales et théoriques.

Ancillary