(a) Imagem típica de formação de bolhas; (b) Validação racional da correlação de predição proposta. Crédito:HUANG Qingshan
Os reatores gás-líquido e gás-líquido-sólido têm sido amplamente aplicados na fermentação, cultura fotossintética, metalurgia, e muitos outros processos nas indústrias químicas. A previsão precisa do diâmetro da bolha é crucial para o projeto adequado, otimização, e aumento de escala de aparelhos gás-líquido. A maioria das pesquisas anteriores focou apenas na velocidade do gás superficial do orifício <10 m / s, que é muito baixo para reatores gás-líquido industriais.
Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. YANG Chao do Instituto Qingdao de Bioenergia e Tecnologia de Bioprocessos (QIBEBT), Academia Chinesa de Ciências (CAS), investigou sistematicamente a influência do diâmetro do orifício, viscosidade líquida, tensão superficial e velocidade superficial do gás no orifício no diâmetro da bolha de pulverizadores de gás sob condições de jato industrial.
No estudo, o diâmetro da bolha foi investigado em um vaso retangular feito de Plexiglass transparente. As bolhas foram registradas por meio de uma câmera reflex de lente única. Uma imagem típica de formação de bolha é ilustrada na Fig.1 (a). Os tamanhos das bolhas foram analisados e calculados usando software patenteado (Número de registro de direitos autorais do software chinês:2017SR354522).
Com base em extensos resultados experimentais, uma correlação simples para prever o diâmetro da bolha foi proposta usando otimização não linear de mínimos quadrados. A nova correlação foi validada com sucesso comparando os resultados de predição com dados experimentais em uma ampla gama de condições operacionais e sistemas de trabalho da literatura.
A comparação dos resultados previstos pelo novo modelo versus os dados experimentais do nosso trabalho e da literatura é apresentada na Fig. 1 (b). Apenas 6,54 por cento dos 657 resultados experimentais obtidos na literatura tiveram desvios de mais de 30 por cento, indicando que a correlação proposta neste trabalho pode ser aplicada extensivamente com razoável precisão.
Essas descobertas foram publicadas em Ciência da Engenharia Química .
