Forskere udvikler boblediameter forudsigelsesmodel til industriel brug

Gas-væske og gas-væske-fast reaktorer er blevet brugt i vid udstrækning til fermentering, fotosyntetisk kultur, metallurgi, og mange andre processer i den kemiske industri. Nøjagtig forudsigelse af boblediameter er afgørende for det korrekte design, optimering, og opskalering af gas-væske-apparater. Det meste af tidligere forskning fokuserede kun på åbningens overfladiske gashastighed <10 m/s, hvilket er for lavt til industrielle gas-væske-reaktorer.

For nylig, et forskerhold ledet af prof. YANG Chao fra Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Chinese Academy of Sciences (CAS), systematisk undersøgt indflydelsen af ​​åbningsdiameter, flydende viskositet, overfladespænding og åbningsoverfladiske gashastighed på boblediameteren af ​​gasspredere under industrielle jettingforhold.

I undersøgelsen, boblediameteren blev undersøgt i en rektangulær beholder lavet af gennemsigtigt plexiglas. Bobler blev optaget gennem et enkelt-linse reflekskamera. Et typisk bobledannelsesbillede er illustreret i fig. 1 (a). Boblestørrelser blev analyseret og beregnet ved hjælp af patenteret software (kinesisk software copyright-registreringsnummer:2017SR354522).

Baseret på omfattende eksperimentelle resultater, en simpel korrelation til forudsigelse af boblediameter blev foreslået ved hjælp af ikke-lineær mindste kvadrat-optimering. Den nye korrelation blev med succes valideret ved at sammenligne forudsigelsesresultater med eksperimentelle data over en lang række driftsforhold og arbejdssystemer fra litteraturen.

Sammenligningen af ​​resultaterne forudsagt af den nye model versus de eksperimentelle data fra vores arbejde og litteraturen er vist i fig. 1 (b). Kun 6,54 procent af de 657 eksperimentelle resultater opnået fra litteraturen havde afvigelser på mere end 30 procent, hvilket indikerer, at den foreslåede sammenhæng i dette arbejde kan anvendes i vid udstrækning med rimelig nøjagtighed.

Disse resultater blev offentliggjort i Kemiingeniørvidenskab .