Influence of mass transfer on bubble plume hydrodynamics

AUTOR(ES)
FONTE

An. Acad. Bras. Ciênc.

DATA DE PUBLICAÇÃO

02/02/2016

RESUMO

RESUMO Este artigo apresenta um modelo integral para avaliar o impacto da transferência de gás na hidrodinâmica de plumas de bolhas. O modelo é baseado no princípio de similaridade do tipo Gaussiana e em relações funcionais para o coeficiente de entrada turbulenta e o fator de amplificação da quantidade de movimento devido à turbulência. O efeito da transferência de massa na hidrodinâmica de plumas de bolhas é investigado considerando diferentes tamanhos de bolhas, vazões gasosas e profundidades de água. Os resultados revelaram um impacto relevante quando bolhas finas são consideradas, mesmo para moderadas profundidades da água. Além disso, as simulações do modelo indicaram que para plumas de bolhas fracas (ou seja, com vazões gasosas relativamente baixas e profundidades de água e velocidades relativas elevadas), tanto a dissolução como a turbulência podem afetar a hidrodinâmica das plumas, o que demonstra a importância de se levar em conta o fator de amplificação da quantidade de movimento. Para condições de águas mais profundas, simulações dos processos de dissolução e descompressão das bolhas utilizando o modelo atual e modelos clássicos disponíveis na literatura forneceram resultados semelhantes tanto para sistemas de aeração como de oxigenação. Análise de sensibilidade mostrou que a profundidade da água, seguida do tamanho das bolhas e da vazão gasosa são os parâmetros que mais afetam a hidrodinâmica das plumas. Finalmente, correlações adimensionais são propostas para avaliar o impacto da transferência de massa na hidrodinâmica das plumas, incluindo tanto sistemas de aeração como de oxigenação.

ASSUNTO(S)

aeração bolhas hidrodinâmica transferência de massa modelagem oxigenação

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