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Blasenbildung und PhasengrenzflÄche beim Dispergieren von Gasen in Flüssigkeiten an einzelnen Gaszulauföffnungen

Teil I: Gleichzeitige Messung von Blasengrö\e und schnellen DruckÄnderungen bei der Blasenbildung

Bubble formation and interfacial area during injection of gases into liquids through single orifices

Part I: Simultaneous measurements of bubble volume and pressure fluctuations at bubble formation

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Wärme - und Stoffübertragung Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The amount of interfacial area formed during injection of gas into a liquid is important in mass transfer operations e.g. in gas washers and gas-liquid reactors. This paper describes an apparatus and a measuring technique for the investigation of bubble formation at sharp-edged and capillary orifices. Within the regime of single bubbles, the bubble formation was studied at atmospheric and higher pressures by taking high-speed films and simultaneously measuring the pressure fluctuations in the liquid and in the gas near the orifice. — Typical results for the bubble formation show a strong decrease of bubble volume with increasing system pressure, and a similar decrease of the pressure fluctuations in the liquid near the bubble. For sharp-edged orifices this decrease is markedly stronger than for capillaries.

Zusammenfassung

Die beim Dispergieren von Gasen in Flüssigkeiten gebildete PhasengrenzflÄche ist für zahlreiche technische StoffaustauschvorgÄnge von Bedeutung, z.B. in GaswÄschern, SÄttigern und Gas-Flüssig-Reaktoren. Es wird über eine Apparatur und eine Me\technik berichtet, mit der die Einzelblasenbildung an Lochblenden und Kapillaren bei AtmosphÄrendruck und höheren Systemdrücken durch Hochgeschwindigkeits-Filmaufnahmen und zeitlich korrelierte Messung der schnellen DruckÄnderungen in Flüssigkeit und Gas nahe der Begasungsöffnung untersucht wurde. — Anhand von typischen Messungen wird eine starke Abnahme des Blasenvolumens mit wachsendem Systemdruck und eine Ähnlich starke Abnahme der maximalen DruckÄnderungen in der Flüssigkeit nahe der Blase nachgewiesen. Diese Abnahme ist bei einer Lochblende erheblich grö\er als bei einer Kapillare.

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Literatur

  1. Siemes, W.: Gasblasen in Flüssigkeiten. Teil I: Entstehung von Gasblasen an nach oben gerichteten kreisförmigen Düsen. Chem.-Ing.-Techn. 26 (1954) 479–496

    Google Scholar 

  2. Ramakrishnan, S.; Kumar, R.; Kuloor, N.R.: Studies in bubble formation. I: Bubble formation under constant flow conditions. Chem. Engng. Sci. 24 (1969) 731–747

    Google Scholar 

  3. Kumar, R.; Kuloor, N.R.: Bubble formation in viscous liquids under constant flow conditions. Can. Journ. Chem. Engng. 48 (1970)383–388

    Google Scholar 

  4. Buevich, Y.A.; Butkov, V.V.: The mechanism of bubble formation with the flow of gas out of a round opening into a liquid. Theor. Found. Chem. Engng. 5 (1971) 62–69

    Google Scholar 

  5. Ruff, K.: Bildung von Gasblasen an Düsen bei konstantem Volumendurchsatz. Chem.-Ing.- Techn. 44 (1972) 1360–1366

    Google Scholar 

  6. Ruff, K.: Grenze zwischen Blasengasen und Strahlgasen bei niedrigviskosen Flüssigkeiten und konstantem Gasvolumen-Durchsatz. Chem.-Ing.- Techn. 46 (1974) 769–771

    Google Scholar 

  7. Ruff, K.; Pilhofer, Th.; Mersmann, A.: VollstÄndige Durchströmung von Lochböden bei der Fluid-Dispergierung. Chem.-Ing.-Techn. 48 (1976) 759–764

    Google Scholar 

  8. Kling, G.: über die Dynamik der Blasenbildung beim Begasen von Flüssigkeiten unter Druck. Int. Journ. Heat Mass Transfer 5 (1962) 211–223

    Google Scholar 

  9. Durst, F.; Beer, H.: Blasenbildung an Düsen bei Gasdispersionen in Flüssigkeiten. Chem.-Ing.- Techn. 41 (1969) 1000–1006

    Google Scholar 

  10. McCann, D.J.; Prince, R.G.H.: Bubble formation and weeping at a submerged orifice. Chem. Engng. Sci. 24 (1969) 801–814

    Google Scholar 

  11. Kupferberg, A.: Jameson, G.J.: Bubble formation at a submerged orifice above a gas chamber of finite volume. Trans. Instn. Chem. Engrs. 47 (1969) 241–250

    Google Scholar 

  12. Kumar, R.; Kuloor, N.R.: The formation of bubbles and drops, in: Advances in Chemical Engineering 8 (1970) 255–368

    Google Scholar 

  13. La Nauze, R.D.; Harris, I.J.: The effect of pressure on the behaviour of gas bubbles formed at a single submerged orifice. Preprints der Gemeinsamen Tagung der VTG und der Instn. Chem. Engrs., S. 1–4. 1, Nürnberg 1971

  14. Swope, R.D.: Single bubble formation at orifice submerged in viscous liquids. Can. Journ. Chem. Engng. 49 (1971) 169–174

    Google Scholar 

  15. Akita, K.; Yoshida, F.: Bubble size, interfacial area, and liquid-phase mass transfer coefficient in bubble columns. Ind. Engng. Chem., Process Des. Develop. 13 (1974) 84–91

    Google Scholar 

  16. Hayes, W.B.; Hardy, B.W.; Holland, C.D.: Formation of gas bubbles at submerged orifices. A.I.Ch.E. Journ. 5 (1959) 319–324

    Google Scholar 

  17. Khurana, A.K.; Kumar, R.: Studies in bubble formation-III. Chem. Engng. Sci. 24 (1969) 1711–1723

    Google Scholar 

  18. Satyanarayan, A.; Kumar, R.; Kuloor, N.R.: Studies in bubble formatio-II: Bubble formation under constant pressure conditions. Chem. Engng. Sci. 24 (1969) 749–761

    Google Scholar 

  19. Tavlarides, L.L.; Coulaloglou, C.A.; Zeitlin, M.A.; Klinzing, G.E.; Gal-or, B.: Bubble and drop phenomena. Ind. Engng. Chem. 62 (1970) 6–27

    Google Scholar 

  20. Jackson, R.: The formation and coalescence of drops and bubbles in liquids. The Chem. Eng. No. 178 (1964) CE 107-CE 118

    Google Scholar 

  21. Mersmann, A.: Auslegung und Ma\stabsvergrösserung von Blasen- und TropfensÄulen. Chem.- Ing.-Techn. 49 (1977) 679–691

    Google Scholar 

  22. Wraith, A.E.; Kakutani, T.: The pressure beneath a growing rising bubble. Chem. Engng. Sci. 29 (1974) 1–12

    Google Scholar 

  23. Sharma, M.M.; Danckwerts, P.V.: Chemical methods of measuring interfacial area and mass transfer coefficients in two-fluid systems. Brit. Chem. Engng. 15 (1970) 522–528

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Technische Thermodynamik und KÄltetechnik der UniversitÄt Karlsruhe (TH), Postfach 6380, D-7500, Karlsruhe 1

    K. Bier &  D. Gorenflo

  2. Degussa - Abt. IM-P, Wei\frauenstr. 9, D-6000, Frankfurt 1

    J. Kemnade

  3. Hochschule der Bundeswehr, FB-LRT Thermodynamik, Fliegerhorst, D-8014, München-Neubiberg

    V. Lippig

Authors
  1. J. Kemnade
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  2. K. Bier
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  3. D. Gorenflo
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  4. V. Lippig
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Kemnade, J., Bier, K., Gorenflo, D. et al. Blasenbildung und PhasengrenzflÄche beim Dispergieren von Gasen in Flüssigkeiten an einzelnen Gaszulauföffnungen. Wärme- und Stoffübertragung 11, 195–205 (1978). https://doi.org/10.1007/BF01805659

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