Interactions between gas–liquid mass transfer and bubble behaviours

气泡 传质 聚结(物理) 机械 流体体积法 化学 材料科学 热力学 物理 流量(数学) 天体生物学
作者
Xin Li,Weiwen Wang,Pan Zhang,Jianlong Li,Guanghui Chen
出处
期刊:Royal Society Open Science [Royal Society]
卷期号:6 (5): 190136-190136 被引量:21
标识
DOI:10.1098/rsos.190136
摘要

Interactions between gas–liquid mass transfer and bubble behaviours were investigated to improve the understanding of the relationship between the two sides. The CO 2 /N 2 -water system was applied to study the bubble behaviours based on the volume-of-fluid (VOF) model. The mass transfer conditions were taken into consideration when the fluid field was analysed. The bubble behaviours were compared with and without mass transfer. The results show that the absolute slopes of the curves for mass fraction inside the single rising bubbles, with diameters from 3 to 6 mm, decrease from 0.09325 to 0.02818. It means that small single bubbles have higher mass transfer efficiency. The daughter bubbles of cutting behaviour and initial side-by-side bubbles of coalescence behaviour also perform better than the initial large bubbles and coalesced bubbles, respectively. The bubble behaviours affect the mass transfer process. However, the latter also reacts upon the former. The critical intervals between the side-by-side bubbles decrease from 2.0 to 0.9 mm when the bubble diameter changes from 3 to 7 mm. For the coalescence behaviour without mass transfer, the critical intervals are larger because there is no influence of concentration around the bubbles on the bubble motion. The coalescence of cut daughter bubbles is also influenced by the concentration. It was suggested that the interaction between the gas–liquid mass transfer and bubble behaviours cannot be ignored.
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