Study of droplet entrainment from bubbling surface in a bubble column
Description
In a bubble column droplets are ejected from the free surface by bubble bursting or splashing. Depending on their size, the droplets are partly carried away by the streaming gas or fall back to the bubbling surface by gravity force. Experiments have been carried out to determine the void fraction in the column by means of an optical probe. In the interfacial zone the bubble bursting process was captured with a high-speed video camera. Simultaneous measurements were made of size and velocity of droplets at several distances from the bubbling surface with a Phase-Doppler Anemometry. The bubble column can be divided into three regions: A lower zone with a flat profile of the local void fraction, a central zone where the flow regime is steady and an upper zone where the local void fraction grows rapidly. A two-parameter log-normal distribution function was proposed in order to describe the polydisperse distribution of droplet-size. Results were obtained concerning the entrainment, concentration, volume fraction and interfacial area of droplets. Finally, it was found that the turbulence intensity affects the droplet terminal velocity for droplets smaller than the Kolmogorov microscale.
Abstract (French)
Dans une colonne a bulles, des gouttelettes sont produites a la surface libre du liquide par eclatement de bulles ou par agitation. Compte tenu de leur taille, elles peuvent etre entrainees par le courant gazeux ou retourner a l'interface par l'action de la pesanteur. Une sonde optique a ete utilisee pour mesurer le taux de presence du gaz dans la zone diphasique a bulles. Dans la zone interfaciale, l'eclatement des bulles a ete analyse a l'aide d'une camera video rapide et la mesure simultanee de la taille et de la vitesse des gouttelettes au-dessus de l'interface est realisee, dans la zone diphasique a gouttes, a l'aide d'un granulometre laser (methode de phases). La colonne a bulles est divisee en trois zones: une zone d'entree a profil plat du taux de vide, une zone centrale a regime d'ecoulement constant et une zone interfaciale caracterisee par une augmentation rapide du taux de vide. Il est propose une fonction de distribution de densite de probabilite log-normal dite a deux parametres afin de decrire les distributions polydispersees en taille des gouttes. On a determine l'entrainement, la concentration, le taux de presence volumique et l'aire interfaciale des gouttelettes. Finalement, on a mis en evidence l'influence de la turbulence du fluide porteur sur la vitesse terminale des gouttelettes de taille inferieure a l'echelle de Kolmogoroff.Files
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Additional titles
- Original title (French)
- Etude de l'entrainement de gouttelettes a la surface libre du liquide dans une colonne a bulles
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 362 p.
- Report number
- FRCEA-TH--351
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 52002194
- Subject category
- S42: ENGINEERING;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- BUBBLES; DRAG; DROPLETS; ENTRAINMENT; OPTICAL SYSTEMS; PARTICLE SIZE; TURBULENT FLOW; TWO-PHASE FLOW; VOID FRACTION
- Descriptors DEC
- FLUID FLOW; PARTICLES; SIZE
Optional Information
- Notes
- Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; This record replaces 23011554