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Enregistrement W2928858954 · doi:10.11159/icmfht19.127

Gas Dispersion in Highly Viscous Fluids with a Coaxial Mixer through Tomography and CFD

2019· article· en· W2928858954 sur OpenAlexaff
Farhad Ein‐Mozaffari, Nasim Hashemi

Notice bibliographique

RevueProceedings of the World Congress on Momentum, Heat and Mass Transfer · 2019
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueGas Dynamics and Kinetic Theory
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCoaxialComputational fluid dynamicsDispersion (optics)TomographyMaterials scienceMechanicsMechanical engineeringPhysicsOpticsEngineering

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The hydrodynamics of the gas-liquid flow in a bioreactor containing a highly viscous fluid was investigated using the non-invasive flow visualization technique called electrical resistance tomography (ERT) and computational fluid dynamics (CFD).The bioreactor was furnished with a coaxial mixer [1] composed a close clearance impeller (e.g. an anchor impeller) and a central impeller (e.g. a pitched blade turbine).The dynamic gas disengagement theory coupled with the tomography data [2] was employed to determine the local and global gas holdups, number of bubble size classes, contribution of each class of bubbles, and the bubble sizes within the bioreactor.We also developed a computational fluid dynamics model (CFD) using the Eulerian-Eulerian method coupled with the population balance model to assess the behaviour of bubbles in the viscous fluids.To model the rotation of both impellers (i.e. the central impeller and the anchor impeller), the sliding mesh technique was used.The bubble size distribution within the aerated coaxial mixer was estimated using the Multiple Size Group (MUSIG) model including the bubble breakage and coalescence kernels.The Laakkonen breakage kernel [3] was utilized to simulate the breakage frequency.The coalescence rate was also determined through Abrahamson's model [4].The modified Tomiyama model [5] based on the Brucato model was used to estimate the drag force.To validate the CFD model, the simulated Sauter mean bubble diameters were compared with the experimental values obtained from the tomography images.In this study, the tomography data and the validated CFD model were employed to assess the effects of the speed ratio (central impeller speed / anchor speed), rotating mode (co-rotating and counter-rotating modes), fluid viscosity, and gas flow rate on the gas holdup, mixing time, power consumption, and bubble size distribution.The data obtained in this study, enabled us to develop two correlations for the gas flow number and power number.The results revealed that at the higher fluid viscosity, the anchor power consumption increased at the speed ratios higher than the critical value of 10.The CFD results showed that the breakage was more pronounced at the bottom of the tank while the coalescence was more dominant at the top of the tank.It was found that at the speed ratio of 10, the volume fraction of the large bubbles decreased while the volume fraction of the small bubbles increased.The turbulent kinetic energy achieved in the counter-rotating mode was less than that attained in the co-rotating mode.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,222
Écart entre enseignants0,214 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2019
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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