Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Drop coalescence in turbulent flow

Dorota Lemanowicz

Abstract

This work is focused on phenomenon of coalescence of drops bigger than the Kolmogorov microscale in a liquid – liquid dispersion agitated in the range of turbulent flow field. The influence of drop size on coalescence efficiency and drop collision function was discussed. Calculations were performed for models proposed by Coulaloglou and Tavlarides, which are based on the classical theory of turbulence, and for multifractal coalescence models, which take into account the intermittent structure of turbulence. Additionally, the influence of rotational impeller speed and interfacial tension values on coalescence efficiency of drops with partially mobile interfaces (which are typical for pure liquid – liquid systems) and for drops with immobilized interfaces by adsorbed surface active agent molecules was considered. In calculations different values of turbulent energy dissipation rate and integral scale of turbulence for two zones distinguished in the tank area and differing greatly in a turbulence properties, i.e. impeller and bulk zones, were also taken into account. The final results indicate that drop coalescence process is strongly dependent on drop size and the level of drop surface immobilization. In comparison with Coulaloglou and Tavlarides model multifractal models enable to predict the coalescence efficiency for drops differing in surface mobility for both impeller and bulk zones.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Dorota Lemanowicz (FCPE) Dorota Lemanowicz,, Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Title in Polish
Koalescencja kropel w przpływie burzliwym
Supervisor
Agata Maria Bąk (FCPE/DCRED) Agata Maria Bąk,, Department of Chemical Reactor Engineering and Dynamics (FCPE/DCRED)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Certifying unit
Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Affiliation unit
Department of Chemical Reactor Engineering and Dynamics (FCPE/DCRED)
Study subject / specialization
, Inżynieria Chemiczna i Procesowa
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
08-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
59
Internal identifier
DICHP-2510
Reviewers
Agata Maria Bąk (FCPE/DCRED) Agata Maria Bąk,, Department of Chemical Reactor Engineering and Dynamics (FCPE/DCRED)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE) Agata Bożena Penconek (FCPE/CIPE) Agata Bożena Penconek,, Chair of Integrated Process Engineering (FCPE/CIPE)Faculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Keywords in Polish
efektywność koalescencji, kropla, model Coulaloglou i Tavlaridesa, model multifraktalny, napięcie międzyfazowe, przepływ burzliwy, strefa cyrkulacji, strefa mieszadła, środek powierzchniowo-czynny, teoria Kołmogorowa
Keywords in English
coalescence efficiency, drop, Coulaloglou and Tavlarides model, multifractal model, interfacial tension, turbulent flow, bulk zone, impeller zone, surface active agent, Kolmogorov theory
Abstract in Polish
Praca skupia się wokół zagadnień związanych ze zjawiskiem koalescencji kropel większych od skali Kołmogorowa w dyspersji ciecz – ciecz, mieszanej w zakresie przepływu burzliwego. Rozważono wpływ wielkości kropel na efektywność koalescencji oraz funkcję częstości zderzeń. Obliczenia wykonano dla modeli Coulaloglou i Tavlaridesa, opartych na klasycznej teorii burzliwości oraz dla modeli multifraktalnych, które uwzględniają intermitentny charakter burzliwości. Dodatkowo rozważono wpływ częstości obrotów mieszadła i napięcia międzyfazowego na efektywność koalescencji kropel o powierzchniach częściowo – ruchliwych (typowych dla czystych układów ciecz – ciecz) oraz dla kropel o powierzchniach unieruchamianych przez zaadsorbowane molekuły środka powierzchniowo – czynnego. W obliczeniach uwzględniono różne wartości szybkości dyssypacji energii kinetycznej burzliwości i skal całkowych burzliwości dla dwóch stref wyróżnionych w zbiorniku, czyli dla bardziej energetycznej strefy mieszadła i dużo mniej aktywnej strefy cyrkulacji. Uzyskane wyniki wskazują, że proces koalescencji silnie zależy od wielkości kropel i od stopnia unieruchomienia ich powierzchni. W porównaniu z modelem Coulaloglou i Tavlaridesa modele multifraktalne pozwoliły przewidzieć efektywność koalescencji dla kropel o różnym stopniu ruchliwości powierzchni zarówno w strefie mieszadła jak i w strefie cyrkulacji.
File
  • File: 1
    Dorota Lemanowicz-praca dyplomowa inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 8604

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT18eda9b82c264f1cac2f1beb925e81b8/
URN
urn:pw-repo:WUT18eda9b82c264f1cac2f1beb925e81b8

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page