京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(エネルギー科学) / 甲第21887号 / エネ博第388号 / 新制||エネ||75(附属図書館) / 京都大学大学院エネルギー科学研究科エネルギー基礎科学専攻 / (主査)教授 齊藤 泰司, 教授 横峯 健彦, 准教授 伊藤 啓 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Energy Science / Kyoto University / DFAM

<p>U okviru doktorske disertacije izvedena su eksperimentalna istraživanja osnovnih hidrodinamičkih i maseno-prenosnih karakteristika airlift reaktora sa spoljnom recirkulacijom sa ugrađenom vi&scaron;ekanalnom cevnom membranom u silaznu cev (ALSRM). ALSRM je radio na dva načina rada: bez mehurova u silaznoj cevi (način rada A) i sa mehurovima u silaznoj cevi (način rada B) u zavisnosti od nivoa tečnosti u gasnom separatoru. Ispitivani su uticaji prividne brzine gasa, povr&scaron;inskih osobina tečne faze, tipa distributora gasa i prisustva mehurova gasa u silaznoj cevi na sadržaj gasa, brzinu tečnosti u silaznoj cevi i zapreminski koeficijent prenosa mase u tečnoj fazi u ALSRM. Rezultati su poređeni sa vrednostima dobijenim u istom reaktoru ali bez membrane (ALSR). Sadržaj gasa u uzlaznoj i silaznoj cevi određivan je pomoću piezometarskih cevi merenjem hidrostatičkog pritiska na dnu i vrhu uzlazne i silazne cevi. Brzina tečnosti merena je pomoću konduktometrijskih elektroda dok je zapreminski koeficijent prenosa mase dobijen primenom dinamičke metode merenjem promene koncentracije kiseonika u vremenu optičkom elektrodom. Eksperimentalni rezultati pokazuju da sadržaj gasa, brzina tečnosti i zapreminski koeficijent prenosa mase zavise od prividne brzine gasa, vrste alkohola i tipa distributora gasa kod oba reaktora. Vi&scaron;ekanalna cevna membrana u silaznoj cevi uzrokovala je povećanje ukupnog koeficijenta trenja za 90% i time dovela do smanjenja brzine tečnosti u silaznoj cevi do 50%. Smanjena brzina tečnosti u silaznoj cevi povećala je sadržaj gasa do 16%. Predložene neuronske mreže i empirijske korelacije odlično predviđaju vrednosti za sadržaj gasa, brzinu tečnosti i zapreminski koeficijent prenosa mase.</p> / <p>An objective of this study was to investigate the hydrodynamics and the gas-liquid mass transfer coefficient of an external-loop airlift membrane reactor (ELAMR). The ELAMR was operated in two modes: without (mode A), and with bubbles in the downcomer (mode B), depending on the liquid level in the gas separator. The influence of superficial gas velocity, gas distributor&rsquo;s geometry and various diluted alcohol solutions on hydrodynamics and gas-liquid mass transfer coefficient of the ELAMR was studied. Results are commented with respect to the external loop airlift reactor of the same geometry but without membrane in the downcomer (ELAR). The gas holdup values in the riser and the downcomer were obtained by measuring the pressures at the bottom and the top of the riser and downcomer using piezometric tubes. The liquid velocity in the downcomer was determined by the tracer response method by two conductivity probes in the downcomer. The volumetric mass transfer coefficient was obtained by using the dynamic oxygenation method by dissolved oxygen probe. According to experimental results gas holdup, liquid velocity and gas-liquid mass transfer coefficient depend on superficial gas velocity, type of alcohol solution and gas distributor for both reactors. Due to the presence of the multichannel membrane in the downcomer, the overall hydrodynamic resistance increased up to 90%, the liquid velocity in the downcomer decreased up to 50%, while the gas holdup in the riser of the ELAMR increased maximally by 16%. The values of the gas holdup, the liquid velocity and the gas-liquid mass transfer coefficient predicted by the application of empirical power law correlations and feed forward back propagation neural network (ANN) are in very good agreement with experimental values.</p>

Am 14. Oktober 1999 wurde in Rossendorf die dritte Veranstaltung in einer Serie von Workshops über Meßtechnik für stationäre und transiente Mehrphasenströmungen durchgeführt. Dieses Jahr kann auf auf 11 interessante Vorträge zurückgeblickt werden. Besonders hervorzuheben sind die beiden Hauptvorträge, die von Herrn Professor Hetsroni aus Haifa und Herrn Dr. Sengpiel aus Karlsruhe gehalten wurden. Erneut lag ein wichtiger Schwerpunkt auf Meßverfahren, die räumliche Verteilungen von Phasenanteilen und Geschwindigkeiten sowie die Größe von Partikeln bzw. Blasen der dispersen Phase zugänglich machen. So wurde über einen dreidimensional arbeitenden Röntgentomographen, ein Verfahren zur Messung von Geschwindigkeitsprofilen mit Gittersensoren und eine Methode zur simultanen Messung von Blasengrößen sowie Feldern von Gas- und Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit einer optischen Partikelverfolgungstechnik vorgetragen. Daneben wurden interessante Entwicklungen auf dem Gebiet der lokalen Sonden vorgestellt, wie z.B. eine Elektrodiffusionssonde. Neue meßtechnische Ansätze waren ebenfalls vertreten; hervorzuheben ist der Versuch, die Methode der optischen Tomographie für die Untersuchung von Zweiphasenströmungen nutzbar zu machen. Der Tagungsband enthält die folgenden Beiträge: S. John, R. Wilfer, N. Räbiger, Universität Bremen, Messung hydrodynamischer Parameter in Mehrphasenströmungen bei hohen Dispersphasengehalten mit Hilfe der Elektrodiffusionsmeßtechnik E. Krepper, A. Aszodi, Forschungszentrum Rossendorf, Temperatur- und Dampfgehaltsverteilungen bei Sieden in seitlich beheizten Tanks D. Hoppe, Forschungszentrum Rossendorf, Ein akustisches Resonanzverfahren zur Klassifizierung von Füllständen W. Sengpiel, V. Heinzel, M. Simon, Forschungszentrum Karlsruhe, Messungen der Eigenschaften von kontinuierlicher und disperser Phase in Luft-Wasser-Blasenströmungen R. Eschrich, VDI, Die Probestromentnahme zur Bestimmung der dispersen Phase einer Zweiphasenströmung U. Hampel, TU Dresden, Optische Tomographie O. Borchers, C. Busch, G. Eigenberger, Universität Stuttgart, Analyse der Hydrodynamik in Blasenströmungen mit einer Bildverarbeitungsmethode C. Zippe, Forschungszentrum Rossendorf, Beobachtung der Wechselwirkung von Blasen mit Gittersensoren mit einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera H.-M. Prasser, Forschungszentrum Rossendorf, Geschwindigkeits- und Durchflußmessung mit Gittersensoren

Am 14. Oktober 1999 wurde in Rossendorf die dritte Veranstaltung in einer Serie von Workshops über Meßtechnik für stationäre und transiente Mehrphasenströmungen durchgeführt. Dieses Jahr kann auf auf 11 interessante Vorträge zurückgeblickt werden. Besonders hervorzuheben sind die beiden Hauptvorträge, die von Herrn Professor Hetsroni aus Haifa und Herrn Dr. Sengpiel aus Karlsruhe gehalten wurden. Erneut lag ein wichtiger Schwerpunkt auf Meßverfahren, die räumliche Verteilungen von Phasenanteilen und Geschwindigkeiten sowie die Größe von Partikeln bzw. Blasen der dispersen Phase zugänglich machen. So wurde über einen dreidimensional arbeitenden Röntgentomographen, ein Verfahren zur Messung von Geschwindigkeitsprofilen mit Gittersensoren und eine Methode zur simultanen Messung von Blasengrößen sowie Feldern von Gas- und Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit einer optischen Partikelverfolgungstechnik vorgetragen. Daneben wurden interessante Entwicklungen auf dem Gebiet der lokalen Sonden vorgestellt, wie z.B. eine Elektrodiffusionssonde. Neue meßtechnische Ansätze waren ebenfalls vertreten; hervorzuheben ist der Versuch, die Methode der optischen Tomographie für die Untersuchung von Zweiphasenströmungen nutzbar zu machen. Der Tagungsband enthält die folgenden Beiträge: S. John, R. Wilfer, N. Räbiger, Universität Bremen, Messung hydrodynamischer Parameter in Mehrphasenströmungen bei hohen Dispersphasengehalten mit Hilfe der Elektrodiffusionsmeßtechnik E. Krepper, A. Aszodi, Forschungszentrum Rossendorf, Temperatur- und Dampfgehaltsverteilungen bei Sieden in seitlich beheizten Tanks D. Hoppe, Forschungszentrum Rossendorf, Ein akustisches Resonanzverfahren zur Klassifizierung von Füllständen W. Sengpiel, V. Heinzel, M. Simon, Forschungszentrum Karlsruhe, Messungen der Eigenschaften von kontinuierlicher und disperser Phase in Luft-Wasser-Blasenströmungen R. Eschrich, VDI, Die Probestromentnahme zur Bestimmung der dispersen Phase einer Zweiphasenströmung U. Hampel, TU Dresden, Optische Tomographie O. Borchers, C. Busch, G. Eigenberger, Universität Stuttgart, Analyse der Hydrodynamik in Blasenströmungen mit einer Bildverarbeitungsmethode C. Zippe, Forschungszentrum Rossendorf, Beobachtung der Wechselwirkung von Blasen mit Gittersensoren mit einer Hochgeschwindigkeits-Videokamera H.-M. Prasser, Forschungszentrum Rossendorf, Geschwindigkeits- und Durchflußmessung mit Gittersensoren