Revista de ingeniería química y tecnología de procesos
Acceso abierto

abstracto

Use una vibración controlada para mezclar y separar burbujas de gas y Líquido en condiciones de gravedad reducida y microgravedad

Michael Shoikhedbrod

El estudio de la mezcla y separación de las burbujas de gas y el líquido en condiciones de gravedad reducida puede utilizarse en el diseño conceptual de un procesamiento de materiales basado en el espacio y un sistema de gestión gas-líquido. Este estudio puede llevarse a cabo en muestras más grandes en microgravedad que en la Tierra porque las fuerzas acústicas o electromagnéticas utilizadas para manipular la mezcla y separación de las burbujas de gas y el líquido no son superadas por la gravedad. En última instancia, esta investigación puede dar como resultado mejoras en los métodos y materiales de producción en la Tierra. El propósito principal de la presente investigación es establecer el efecto de la vibración en la mezcla y separación de burbujas de gas y líquidos en condiciones de gravedad reducida. Se ha desarrollado una nueva técnica matemática para modelar el comportamiento de las burbujas de gas en el líquido bajo vibración. Estas técnicas se han utilizado para predecir un comportamiento controlado de las burbujas de gas por la vibración controlada en condiciones de microgravedad y reducida. El modelo desarrollado permitió establecer que la vibración puede ser utilizada para el control de las burbujas de gas que se mueven en dirección vertical (de arriba hacia abajo y, por el contrario, de abajo hacia arriba), y determinar las condiciones de las burbujas de gas que flotan, se ahogan y oscilaciones (en el nivel de equilibrio) en el líquido en condiciones reducidas y de microgravedad. Las conclusiones teóricas y los cálculos numéricos del modelo desarrollado han sido probados en las pruebas de aeronaves parabólicas realizadas. Las pruebas han probado la conclusión teórica de que la vibración se puede utilizar para controlar el movimiento de las burbujas de gas en dirección vertical (de arriba hacia abajo y, por el contrario, de abajo hacia arriba) en el líquido (burbujas de gas y separación de líquido) bajo condiciones reducidas. y condiciones de microgravedad. Por otro lado, las observaciones experimentales realizadas en los ensayos han demostrado conclusiones teóricas y cálculos numéricos de que las burbujas de gas se pueden inyectar (burbujas de gas y mezcla de líquidos) en los diferentes líquidos bajo vibración controlada en condiciones de microgravedad y reducida. El fenómeno isotrópico de la microgravedad distribuye uniformemente las burbujas de gas en los diferentes líquidos y la vibración influenciada no da la posibilidad de que las burbujas se acumulen en el centro del líquido. El proceso propuesto se puede utilizar de la misma manera para mezclar y separar partículas sólidas, gotas densas y diferentes líquidos en condiciones de gravedad reducida. Por lo tanto, el proceso desarrollado puede utilizarse también para emulsiones, suspensiones, procesamiento de materiales compuestos y manejo de gas-líquido en condiciones de microgravedad y reducida.