Gas-vätske- och gas-vätske-fast reaktorer har använts i stor utsträckning vid fermentering, fotosyntetisk kultur, metallurgi, och många andra processer inom kemisk industri. Noggrann förutsägelse av bubbeldiameter är avgörande för rätt design, optimering, och uppskalning av gas-vätskeapparater. Den mesta tidigare forskningen fokuserade endast på öppningens ytliga gashastighet <10 m/s, vilket är för lågt för industriella gas-vätskereaktorer.

Nyligen, en forskargrupp ledd av prof. YANG Chao från Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), kinesiska vetenskapsakademin (CAS), systematiskt undersökt inverkan av mynningsdiameter, flytande viskositet, ytspänning och öppningens ytliga gashastighet på bubbeldiametern hos gasspridare under industriella strålningsförhållanden.

I studien, bubbeldiametern undersöktes i ett rektangulärt kärl av transparent plexiglas. Bubblor spelades in genom en enlinsreflexkamera. En typisk bild av bubbelbildning illustreras i Fig. 1 (a). Bubbelstorlekar analyserades och beräknades med hjälp av patenterad programvara (kinesiskt upphovsrättsregistreringsnummer för programvara:2017SR354522).

Baserat på omfattande experimentella resultat, en enkel korrelation för att förutsäga bubbeldiameter föreslogs med användning av olinjär minsta kvadratoptimering. Den nya korrelationen validerades framgångsrikt genom att jämföra förutsägelseresultat med experimentella data över ett brett spektrum av driftsförhållanden och arbetssystem från litteraturen.

Jämförelsen av resultaten som förutspås av den nya modellen kontra experimentella data från vårt arbete och litteraturen visas i Fig. 1 (b). Endast 6,54 procent av de 657 experimentella resultaten från litteraturen hade avvikelser på mer än 30 procent, vilket indikerar att den föreslagna korrelationen i detta arbete kan tillämpas i stor utsträckning med rimlig noggrannhet.

Dessa fynd publicerades i Kemiteknikvetenskap .