Published October 30, 1968 | Version v1
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Hydrodynamics and heat transfer in liquid-liquid dispersions

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Description

The results relating to the hydrodynamics of a droplet in motion in a motionless liquid as well as the results relative to the exchange of heat between the droplet and the surrounding environment, are presented. For each of the thirteen liquid-liquid studied systems, the curves giving the variations of the speed of displacement and the transfer conductance according to the equivalent diameter of the drop, were plotted, Experimental values of the transfer conductance are compared with the calculated values, on the one hand by the correlation of rigid droplets and, on the other hand, by the correlation of Handlos and Baron, established for droplets animated by a strong internal circulation, and when the transfer resistance is localized in the dispersed phase, There is no agreement with this last correlation, but it is shown that the transfer conductance varies linearly with the motion speed of the droplet, for liquid systems where the transfer resistance is mainly located in the dispersed phase

Abstract (French)

Le but que s'est propose cette etude est de contribuer a mieux comprendre le transfert de chaleur par contact direct (et par analogie peut-etre, le transfert de matiere) entre deux phases liquides immiscibles, au niveau fondamental d'une goutte en deplacement dans un milieu continu immobile, et au niveau plus global d'une dispersion de gouttes, en ecoulement a contre-courant avec une phase continue. Dans la premiere partie, on presente les resultats relatifs a l'hydrodynamique d'une goutte en mouvement dans un liquide immobile ainsi que les resultats relatifs aux echanges de chaleur entre la goutte et le milieu environnant. Pour chacun des treize systemes liquide-liquide etudies, les courbes donnant les variations de la vitesse de deplacement et de la conductance de transfert en fonction du diametre equivalent de la goutte, ont ete tracees. Les valeurs experimentales de la conductance de transfert sont comparees aux valeurs calculees, d'une part, par la correlation des gouttes rigides, et d'autre part, par la correlation de Handlos et Baron, etablie pour des gouttes animees d'une forte circulation interne, et lorsque la resistance au transfert est localisee dans la phase dispersee. On ne constate aucun accord avec cette derniere correlation, mais on montre que la conductance de transfert varie lineairement avec la vitesse de deplacement de la goutte, pour les systemes de liquides ou la resistance de transfert est principalement localisee dans la phase dispersee. La seconde partie traite des resultats d'une etude complete du fonctionnement hydrodynamique d'une colonne a pulverisation du type Elgin, ou circulent a contre-courant de l'eau et des gouttes de kerosene. Les courbes de variation du taux de retention de la phase dispersee, et de la taille moyenne des gouttes, en fonction des debits des deux phases liquides, sont etablies en lit lache et en lit dense. Le mode d'obtention et les conditions de stabilite de l'ecoulement en lit dense sont precises. Une relation entre la vitesse relative d'un train de gouttes par rapport a la phase continue, la vitesse d'une goutte unique en milieu infini et immobile, et le taux de retention de la phase dispersee est proposee. Enfin, dans cette troisieme partie a ete etudie le transfert de chaleur dans une colonne a pulverisation fonctionnant dans differentes conditions. Pour cela, pour chaque couple de debits des liquides on a trace les profils longitudinaux de temperature de chacune des phases. De la connaissance de ces deux profils, deux grandeurs sont deduites: 1- Le nombre de Peclet, qui offre un moyen de mesure du degre de melangeage dans la colonne. La variation de ce nombre avec les debits des deux liquides est etudiee, et une correlation le reliant a la vitesse relative de la phase dispersee par rapport a la phase continue, est etablie. 2 - La conductance vraie de transfert, qui conditionne les echanges directs entre les deux phases. On montre en effet que l'ecoulement n'est pas un ecoulement piston (on s'en rapproche toutefois en lit dense) et que l'evaluation de l'efficacite, ne peut se faire par le calcul base sur la difference logarithmique des ecarts de temperature entre les deux phases, aux extremites de la colonne. Cette conductance vraie est reliee a celle mesuree experimentalement dans la premiere partie, sur une goutte isolee. Enfin, les valeurs experimentales de l'efficacite sont comparees aux valeurs calculees, a partir de la connaissance du critere de Peclet et de la conductance vraie de transfert, par le modele de l'ecoulement piston avec dispersion axiale dans la phase continue

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Original title (French)
Hydrodynamique et transfert de chaleur dans les dispersions liquide-liquide

Identifiers

URL
http://www.iaea.org/inis/Contacts/;

Publishing Information

Imprint Pagination
115 p.
Report number
FRCEA-TH--10036

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
50064683
Subject category
S42: ENGINEERING;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
COALESCENCE; COMPARATIVE EVALUATIONS; CORRELATIONS; DISPERSIONS; DROPLETS; EQUATIONS OF MOTION; FLOW MODELS; HEAT TRANSFER; HYDRODYNAMICS; LIQUID FLOW; MASS TRANSFER; MEASURING METHODS; MOTION; TWO-PHASE FLOW; VALIDATION; VELOCITY
Descriptors DEC
DIFFERENTIAL EQUATIONS; ENERGY TRANSFER; EQUATIONS; EVALUATION; FLUID FLOW; FLUID MECHANICS; MATHEMATICAL MODELS; MECHANICS; PARTIAL DIFFERENTIAL EQUATIONS; PARTICLES; TESTING

Optional Information

Notes
19 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Also available from Bibliotheque des Sciences et Techniques Rue du jardin botanique, BP 20148 54601 Villers-Les-Nancy cedex (France)