Gemiddelde en tijdsafhankelijke stromingsverschijnselen in bellenkolommen

In dit onderzoek zijn metingen verricht aan de lokale stromingsverschijnselen in twee bellenkolommen met verschillende diameter: 16 en 40 cm. Beide kolommen hebben een hoogtediameter verhouding van 10:1. De metingen aan de stroming zijn uitgevoerd met glasvezelprobes en Laser Doppler Anemometrie. Het luchtdebiet is daarbij in beide kolommen gevarieerd van 0.5 tot 10 1/s. Met glasvezelprobes zijn radiale gasfractieprofielen bepaald. Metingen met glasvezelpunt omlaag en met glasvezelpunt omhoog geven een verschillend resultaat. De gemeten gasfracties onderschatten de werkelijke gasfractie. Een bestaand efHciëntiemodel om hiervoor te corrigeren is verbeterd. Een beeld van bellenzwermen in een bellenkolom kan worden verkregen door de signalen van verschillende glasvezelprobes te correleren. Er zijn snelheden en lengteschalen bepaald. De snelheden zijn ruwweg evenredig met de superficiële gassnelheid. De lengteschalen zijn onafhankelijk van kolomdiameter en luchtdebiet. Met Laser Dopper Anemometrie zijn in de 40 cm-kolom profielen bepaald van axiale en tangentiële snelheden vanaf de wand tot, afhankelijk van het luchtdebiet, maximaal 11 cm diep. De profielen komen overeen met vroegere metingen in 16 en 23 cm-kolommen en met metingen uit de literatuur. Uit de gemeten snelheden zijn turbulentie-intensiteiten en Reynoldsschuifspanningen berekend. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen een laag- en een hoogfrequent deel. Bij lage debieten blijkt de turbulentie anisotroop te zijn. De energiespectra van zowel de axiale als de tangentiële snelheden zijn bepaald. De spectra vertonen het -5/3 gedrag dat isotrope turbulentie kenmerkt.Kramers Laboratorium voor Fysische TechnologieApplied Science