Effects of viscosity on hydrodynamics and mass transfer under a wire mesh-coupled solid particles method

物理 粘度 传质 机械 钢丝网 经典力学 热力学 复合材料 材料科学
作者
Changán Di,Pan Zhang,Xiaohan Guo,Xuehui Xu,Jiaxin Zhang,Guanghui Chen,F. Gao,Jianlong Li
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (2) 被引量:1
标识
DOI:10.1063/5.0189506
摘要

Many practical industrial processes require gas–liquid mass transfer in highly viscous liquids, and liquid viscosity affects bubble characteristics and gas–liquid mass transfer. The current study investigated the effects of liquid viscosity on bubble dynamics and gas–liquid mass transfer via shadow imaging and dynamic oxygen dissolution methods, and the influence of fluid viscosity on the hydrodynamic effect when using a wire mesh-coupled solid particles method. The coupling strategy was associated with a bubble size regulation effect, with greater viscosity increasing the gas–liquid interface area by 27%–55% compared with unreinforced gas–liquid flow, which was superior to embedded wire mesh and added solid particles methods. Increased viscosity weakened the mass transfer enhancement effect of the coupling method, but the coupling method still effectively enhanced the gas–liquid mass transfer process, increasing the volumetric mass transfer coefficient (KLa) by 80%–130% compared to non-enhanced gas–liquid flow. Novel empirical KLa correlation equations were developed to predict the effects of the coupling method on gas–liquid mass transfer processes, and those equations exhibited good reliability and predictive capacity.
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