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Keywords:

  • particle tracking;
  • fluid trajectory;
  • stirred tank reactor; hydrodynamics;
  • PEPT

Abstract

This paper describes the use of positron emission particle Tracking (PEPT) in the analysis of local particle and fluid velocities in solid-liquid stirred tank reactors agitated with a Rushton turbine and an upward-pumping pitched blade turbine. PEPT captures the full three-dimensional characteristics of hydrodynamics and mixing in stirred vessels, allowing the analysis of the two-phase flow fields. Furthermore, by comparing the liquid and particle velocities, the spatial and temporal variation of the relative particle-liquid velocity can be estimated. Such information reveals considerable heterogeneity in the vessel and facilitates the evaluation of impeller design, particularly with the aim of minimizing mass transfer limitations.

Le traçage de particules par émission de positrons (PEPT) est utilisé dans cet article pour analyser les vitesses de particules et de fluide locales dans des réacteurs agités solides-liquide munis d'une turbine Rushton et d'un agiateur à pales inclinées pompant en mode ascendant. Le PEPT permet d'obtenir les caractéristiques tridimensionnelles complètes de l'hydrodynamique et du mélange dans les réservoirs agités, ce qui permet l'analyse des champs d'écoulement biphasiques. En outre, en comparant les vitesses du liquide et des particules, on peut estimer la variation spatiale et temporelle de la vitesse particules-liquide relative. Une telle information révèle l'hétérogénéité dans le réservoir et facilite l'évaluation de la conception de la turbine, en particulier dans le but de minimiser les limitations de transfert de matière.