CFD Simulations of an Air-Water Bubble Column: Effect of Luo Coalescence Parameter and Breakup Kernels
Notice bibliographique
Résumé
In this work, CFD simulations of an air-water bubbling column were performed and validated with experimental data. The superficial gas velocities used for the experiments were 0.019 m/s and 0.038m/s and were considered as an homogeneous regime. The former involves simpler physics when compared to a heterogeneous regime where the superficial velocities are higher. In order to simulate the system, a population balance model (PBM) was solved numerically using a discrete method and a closure kernels involving the Luo coalescence model as well as two different breakup models: Luo’s and Lehr’s. For the multi-phase calculations, an eulerian framework was selected and the interphase momentum transfer included drag, lift, wall lubrication, and turbulent dispersion terms. A sensitivity analysis was performed on a Luo coalescence kernel by changing the coalescence parameter (c0) from 1.1 to 0.1 and results showed that the radial profiles of gas holdup and axial liquid velocity were significantly affected by such parameter. From the simulation results, the main conclusions were: (a) A combination of the Luo coalescence and Luo breakup kernels (Luo-Luo) combined with a decreasing value of c0 improves the gas holdup profiles as compared to empirical values. However, at the lowest value of c0 investigated in this work, the axial liquid velocity deteriorates with regards to experimental data when using a superficial gas velocity of 0.019 m/s. (b) A combination of the Luo coalescence and Lehr breakup models (Luo-Lehr) was shown to improve the gas holdup values with experimental data when compared to the Luo-Luo kernels. However, as c0 decreases, the Luo-Lehr models underestimate the axial liquid velocity profiles with regards to empirical values. (c) A first and second order numerical schemes allowed predicting similar radial profiles of gas holdup and axial liquid velocity. (d) The mesh sensitivity results show that a 3 mm mesh size can be considered as reasonable for simulating experimental data. (e) The inclusion of wall lubrication parameter was found to be significant, although only when using finer meshing. In addition, it allows an improvement of the axial liquid velocity at the core of the bubble column.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».