The bubble flow is used for different application in steel production and refining processes. It plays in indispensable role in the ladle refining process such as for homogenization and inclusion removal. Hence, it is important to understand the effect of the nozzle outlet geometry on the bubble formation. Three different nozzles with different outlet geometries were examined using a physical model. These geometries were: a) Circle, b) Square with round edges and c) Elliptical. All three nozzles had the same nozzle design and similar outlet cross-section areas. Therefore, the only tested parameter was the outlet geometry. The physical model is a water/air model, that consist of water tank ,the nozzles, gas gauge and a high speed camera. Each nozzle was tested under five different gas flow rates: starting from 10 L/min of air gas flow rate, until a 30 L/min of gas flow rate by incriminating with 5 L/min per experimental trial. Therefore, each nozzle was studied using a 5 experimental sets, so in total 15 experiments were made. For each set, 3000 photos were captured by the high speed camera. The photos were then analyzed using mainly the ImageJ software and the naked eye. After analyzing the photos for the experimental sets the following were found: a) The frequency of bubble formation was for the most part constant with an average of 11 bubbles per second. b) The elliptical nozzle produced for the most part the largest bubbles, while the circular produced the smallest ones. The square nozzle had similar bubble sizes comparable to the elliptical nozzle. c) The circular nozzle resulted in the bubbles with most stable surface, while the elliptical nozzle had the most unstable bubble boundary. The study had a drawback, which is the presence of a jetting flow which reduced the accuracy of the results. Thus, it is recommend that future work can solve this issue by finding at which gas flow rate pure bubbling flow stops for each nozzle geometry. / Bubbelinjektion används för olika tillämpningar inom stålproduktion och raffineringsprocesser. Det spelar en oumbärlig roll i raffineringsprocesser som homogenisering och borttagning av inneslutningar. Därför är det viktigt att förstå effekten av utloppsgeometrin hos munstycket på bubbelbildningen. Tre olika munstycken med olika utloppsgeometrier undersöktes med hjälp av en fysisk modell. Dessa geometrier är: a) Cirkel, b) Fyrkantig med rundade kanter och c) Elliptisk. Alla tre munstyckena har samma munstycksdesign och liknande utloppstvärsnittsarea. Därför är den enda parametern som testas utloppsgeometrin. Den fysiska modellen bestod av en vattentank, munstyckena där var och en undersöks separat, en gasmätare, en höghastighetskamera och modellen använde vatten/luft. Varje munstycke testades under fem olika gasflöden: startande från 10 L/min luftgasflöde, tills 30 L/min gasflöde stegvis 5 L/min per experimentuppsättning. Därför har varje munstycke 5 experimentuppsättningar, så totalt 15 experiment togs. För varje uppsättning togs 3000 bilder med höghastighetskameran. Bilderna analyserades sedan med främst ImageJ-programvara och blotta ögat. Efter att ha analyserat bilderna från experimenten så visade resultaten följande: a) Frekvensen av bubbelbildning var mestadels konstant med ett genomsnitt på 11 bubblor per sekund. b) Det elliptiska munstycket producerade mestadels de största bubblorna, medan det cirkulära producerade de minsta bubblorna. Det fyrkantiga munstycket resulterade i en liknande bubbelstorlek som det elliptiska munstycket. c) Det cirkulära munstycket resulterade i bubblorna med den mest stabila ytan, medan det elliptiska munstycket hade den mest instabila bubbelgränsen. Studien hade en nackdel, vilket är närvaron av ett jetflöde som minskade noggrannheten i resultatet. Det rekommenderas att framtida arbete kan lösa detta problem genom att hitta vid vilken gasflödeshastighet rent bubblande flöde stoppar för varje munstycke
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-325911 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Bernieh, Mhd Osman |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:055 |
Page generated in 0.0035 seconds