Bubble Coalescence (bubble + coalescence)

Distribution by Scientific Domains
Chemistry100%

Selected Abstracts

A CFD,PBM coupled model for gas,liquid flows

AICHE JOURNAL, Issue 1 2006
Tiefeng Wang
Abstract A computational fluid dynamics,population balance model (CFD-PBM) coupled model was developed that combines the advantages of CFD to calculate the entire flow field and of the PBM to calculate the local bubble size distribution. Bubble coalescence and breakup were taken into account to determine the evolution of the bubble size. Different bubble breakup and coalescence models were compared. An algorithm was proposed for computing the parameters based on the bubble size distribution, including the drag force, transverse lift force, wall lubrication force, turbulent dispersion force, and bubble-induced turbulence. With the bubble breakup and coalescence models and the interphase force formulations in this work, the CFD-PBM coupled model can give a unified description for both the homogeneous and the heterogeneous regimes. Good agreement was obtained with the experimental results for the gas holdup, liquid velocity, and bubble size distribution. © 2005 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2006 [source]

Important Factors in Bubble Coalescence Modeling in Stirred Tank Reactors

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 3-4 2003
Rahman Sudiyo
Abstract Bubble coalescence has been studied in a 2.6 L stirred tank. Instantaneous velocity fields were measured using PIV and corresponding turbulent kinetic energy, dissipation rate, various length and timescales were estimated. All of these data, combined with data of local gas hold-up, bubble size and coalescence rate obtained with shadowgraph were used to assess bubble coalescence at different positions. Results show that bubble coalescence takes place mostly near the tank wall, especially on the leeward side of baffles. The most important factors affecting coalescence are gas hold-up, fluctuation of liquid velocity, different rise velocities of bubbles, and trapping of bubbles in stationary and turbulent eddies. On a étudié la coalescence des bulles dans un réservoir agité de 2,6 L. Les champs de vitesse instantanée ont été mesurés par vélocimétrie à imagerie de particules (PIV), et l'énergie cinétique turbulente correspondante, la vitesse de dissipation et diverses échelles de longueur et de temps ont été estimés. Toutes ces données, combinées à des données de rétention de gaz locale, de taille des bulles et de vitesse de coalescence obtenues avec le projecteur de profils, ont permis d'évaluer la coalescence des bulles à différentes positions. Les résultats montrent que la coalescence des bulles se produit principalement près de la paroi du réservoir, spécialement sur la face aval des chicanes. Les principaux facteurs qui influent la coalescence sont la rétention de gaz, la fluctuation de la vitesse de liquide, les différentes vitesses d'ascension des bulles et le piégeage des bulles dans des tourbillons stationnaires et turbulents. [source]

Bubble coalescence and its effect on dynamic foam stability

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 2 2002
Yoon Seong Cho
Abstract The size of bubbles generated using a single-hole sparger, a multi-hole sparger and a flotation cell were measured. While the size of bubbles generated from the single-hole sparger does not depend on frother concentration, the bubble size strongly depends on frother concentration when the multi-hole sparges, or flotation cell, are utilized. The bubbles size ceases to depend on frother at the concentrations exceeding the value characteristic for each frother and referred to as the critical coalescence (CCC). All the bubble size vs. frother concentration curves converge on a single curve. Aqueous solutions of the frothers that are characterized by low CCC values from foams quite stable under dynamic conditions. Since bubble coalescence can be inhibited by frother concentrations exceeding the CCC, sparing systems can be studied and compared only at frother concentrations that exceed CCC. On a mesuré la taille des bulles produites par un aérateur à orifice unique, un aérateur à orifices multiples et une cellule de flottation. Alors que la taille des bulles produites avec l'aérateur à orifice unique n'est pas liée à la concentration d'agent moussant, la taille des bulles dépend fortement de la concentration d'agent moussant dans le cas des aérateurs à orifices multiples ou de la cellule de flottation. La taille des bulles cesse d'êde la valeur caractéristique de chaque agent moussant (concentration de coalescence critique ou CCC). Toutes les courbes de taille des bulles par rapport à la concentration d'agent moussant se superposent. Les solutions aqueuses des agents moussants qui sont caractérisés par de faibles valeurs de CCC forment des mousses plutôt stables dans des conditions dynamiques. Considérant que la coalescence es bulles peut être inhibée par des concentrations d'agent moussant excédant la CCC, les systèmes de dispersion peuvent être étudiés et comparés seulemetn à des concentrations d'agent moussant qui excèdent la CCC. [source]

Interfacial and foaming characteristics of milk whey protein and polysaccharide mixed systems

AICHE JOURNAL, Issue 4 2010
Adrián A. Perez
Abstract Protein-polysaccharide (PS) interactions find many applications in food engineering and new foam formulations. In this article, we have studied the effect of anionic nonsurface active PSs [sodium alginate (SA) and lambda-carrageenan (,-C)] in aqueous solution on interfacial and foaming characteristics of milk whey proteins [whey protein concentrate (WPC) and whey protein isolate (WPI)]. Whey protein concentration (1.0% wt), temperature (20°C), pH (7), and ionic strength (0.05 M) of the aqueous media were kept constant, while PS influence was evaluated within a 0.0,1.0% wt concentration range. The dynamic properties (dynamics of adsorption and surface dilatational properties) of WPC/PS and WPI/PS adsorbed films were considered in order to correlate the foaming characteristics of the biopolymer mixed systems. Foaming characteristics of the biopolymer mixed systems depended on the PS relative concentration in the aqueous phase and on the whey protein-PS interactions in solution and at the air,water interface. Dynamic surface properties of the adsorbed films at short adsorption time had a significant effect on foaming capacity. For a particular system, the overall foam destabilization (foam half-life time) and the individual destabilization processes (drainage, disproportionation, and bubble coalescence) depend on the nature of the PS, its relative bulk concentration, and whey protein-PS interactions in the vicinity of the air,water interface. The viscosity of the aqueous phase has an effect on the rate of drainage while the rate of disproportionation/collapse is more dependent on the interfacial characteristics of the adsorbed film. © 2009 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010 [source]

Binary coalescence of air bubbles in viscous liquids in presence of non-ionic surfactant

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 4 2008
K. Giribabu
Abstract Coalescence of air bubbles is important in gas,liquid reactors and food processing operations. Bubbles can be stabilized by using non-ionic surfactants. Binary coalescence of air bubbles in ethylene glycol and aqueous glycerol solutions were studied in this work in presence of Span 80. A novel set-up was developed to study long coalescence times. Coalescence time was observed to follow broad stochastic distributions in all systems. The distributions were fitted with a stochastic model developed earlier. The surface tension of ethylene glycol and glycerol solutions was measured at various concentrations of Span 80. These data were fitted using a surface equation of state derived from the Langmuir isotherm. The effect of surfactant concentration on coalescence time was explained in terms of the surface excess of the surfactant and the repulsive force generated at the air,liquid interface. The results from this work illustrate the stochastic nature of bubble coalescence in viscous liquids. This work also demonstrates how non-ionic surfactants can stabilize bubbles in such liquids. La coalescence des bulles d'air est importante dans les réacteurs gaz-liquide et les opérations de l'industrie alimentaire. Les bulles peuvent être stabilisées en utilisant des surfactants non ioniques. La coalescence binaire de bulles d'air dans des solutions aqueuses d'éthylène glycol et de glycérol a été étudiée dans ce travail en présence de Span 80. Un nouveau montage a été mis au point pour caractériser les temps de coalescence longs. Le temps de coalescence a été observé afin de suivre les distributions de modèle stochastique dans tous les systèmes. Les distributions ont été calées à un modèle stochastique mis au point antérieurement. La tension de surface des solutions d'éthylène glycol et de glycérol a été mesurée à différentes concentrations de Span 80. Ces données ont été calées à l'aide d'une équation d'état de surface calculée à partir de l'isotherme de Langmuir. L'effet de la concentration de surfactant sur le temps de coalescence est expliqué par l'excès de surface du surfactant et la force répulsive créée à l'interface air-liquide. Les résultats de ce travail illustrent la nature stochastique de la coalescence des bulles dans les liquides visqueux. Ce travail démontre également comment les surfactants non ioniques peuvent stabiliser les bulles dans de tels liquides. [source]

Important Factors in Bubble Coalescence Modeling in Stirred Tank Reactors

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 3-4 2003
Rahman Sudiyo
Abstract Bubble coalescence has been studied in a 2.6 L stirred tank. Instantaneous velocity fields were measured using PIV and corresponding turbulent kinetic energy, dissipation rate, various length and timescales were estimated. All of these data, combined with data of local gas hold-up, bubble size and coalescence rate obtained with shadowgraph were used to assess bubble coalescence at different positions. Results show that bubble coalescence takes place mostly near the tank wall, especially on the leeward side of baffles. The most important factors affecting coalescence are gas hold-up, fluctuation of liquid velocity, different rise velocities of bubbles, and trapping of bubbles in stationary and turbulent eddies. On a étudié la coalescence des bulles dans un réservoir agité de 2,6 L. Les champs de vitesse instantanée ont été mesurés par vélocimétrie à imagerie de particules (PIV), et l'énergie cinétique turbulente correspondante, la vitesse de dissipation et diverses échelles de longueur et de temps ont été estimés. Toutes ces données, combinées à des données de rétention de gaz locale, de taille des bulles et de vitesse de coalescence obtenues avec le projecteur de profils, ont permis d'évaluer la coalescence des bulles à différentes positions. Les résultats montrent que la coalescence des bulles se produit principalement près de la paroi du réservoir, spécialement sur la face aval des chicanes. Les principaux facteurs qui influent la coalescence sont la rétention de gaz, la fluctuation de la vitesse de liquide, les différentes vitesses d'ascension des bulles et le piégeage des bulles dans des tourbillons stationnaires et turbulents. [source]

Combined PIV/PTV-Measurements for the Analysis of Bubble Interactions and Coalescence in a Turbulent Flow

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 3-4 2003
Dirk Bröder
Abstract In order to allow more reliable modeling of coalescence processes in turbulent bubbly flows, detailed experiments in a double loop reactor were performed. Narrow and essentially monomodal bubble size distributions in the range of 2 to 4 mm were created. For simultaneous measurements of bubble size, bubble velocity and liquid velocity a combined system of PIV and PTV was developed and applied. It was possible to determine bubble size distributions and mean, as well as fluctuating velocities for both phases. The spatial changes of the bubble size distribution, due to the influence of bubble coalescence, was analyzed and coalescence rates were calculated. Afin d'améliorer la fiabilité de la modélisation des procédés de coalescence dans les écoulements bouillonnants turbulents, des expériences poussées ont été menées dans un réacteur à double boucle. Des distributions de taille des bulles étroites, essentiellement monodisperses, dans la gamme de 2 à 4 mm, ont été créées. Pour les mesures simultanées de la taille des bulles, de la vitesse des bulles et de la vitesse du liquide, on a mis au point et appliqué un système combiné de PIV et PTV. Il a été possible de déterminer les distributions de taille des bulles et la moyenne mais également les vitesses fluctuantes pour les deux phases. Les changements spatiaux de la distribution de la taille des bulles dus à l'influence de la coalescence des bulles ont été analysés et les vitesses de coalescence ont été calculées. [source]

Bubble coalescence and its effect on dynamic foam stability

THE CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING, Issue 2 2002
Yoon Seong Cho
Abstract The size of bubbles generated using a single-hole sparger, a multi-hole sparger and a flotation cell were measured. While the size of bubbles generated from the single-hole sparger does not depend on frother concentration, the bubble size strongly depends on frother concentration when the multi-hole sparges, or flotation cell, are utilized. The bubbles size ceases to depend on frother at the concentrations exceeding the value characteristic for each frother and referred to as the critical coalescence (CCC). All the bubble size vs. frother concentration curves converge on a single curve. Aqueous solutions of the frothers that are characterized by low CCC values from foams quite stable under dynamic conditions. Since bubble coalescence can be inhibited by frother concentrations exceeding the CCC, sparing systems can be studied and compared only at frother concentrations that exceed CCC. On a mesuré la taille des bulles produites par un aérateur à orifice unique, un aérateur à orifices multiples et une cellule de flottation. Alors que la taille des bulles produites avec l'aérateur à orifice unique n'est pas liée à la concentration d'agent moussant, la taille des bulles dépend fortement de la concentration d'agent moussant dans le cas des aérateurs à orifices multiples ou de la cellule de flottation. La taille des bulles cesse d'êde la valeur caractéristique de chaque agent moussant (concentration de coalescence critique ou CCC). Toutes les courbes de taille des bulles par rapport à la concentration d'agent moussant se superposent. Les solutions aqueuses des agents moussants qui sont caractérisés par de faibles valeurs de CCC forment des mousses plutôt stables dans des conditions dynamiques. Considérant que la coalescence es bulles peut être inhibée par des concentrations d'agent moussant excédant la CCC, les systèmes de dispersion peuvent être étudiés et comparés seulemetn à des concentrations d'agent moussant qui excèdent la CCC. [source]