Les réacteurs gaz-liquide et gaz-liquide-solide ont été largement appliqués dans la fermentation, culture photosynthétique, métallurgie, et de nombreux autres procédés dans les industries chimiques. Une prédiction précise du diamètre de la bulle est cruciale pour une conception appropriée, optimisation, et la mise à l'échelle des appareils gaz-liquide. La plupart des recherches antérieures se sont concentrées uniquement sur la vitesse superficielle du gaz à l'orifice <10 m/s, ce qui est trop faible pour les réacteurs industriels gaz-liquide.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur YANG Chao du Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology (QIBEBT), Académie chinoise des sciences (CAS), systématiquement étudié l'influence du diamètre de l'orifice, viscosité liquide, tension superficielle et vitesse superficielle du gaz à l'orifice sur le diamètre de la bulle des diffuseurs de gaz dans des conditions de jet industriel.

Dans l'étude, le diamètre de la bulle a été étudié dans un récipient rectangulaire en plexiglas transparent. Les bulles ont été enregistrées à l'aide d'un appareil photo reflex à objectif unique. Une image typique de formation de bulles est illustrée sur la figure 1 (a). Les tailles des bulles ont été analysées et calculées à l'aide d'un logiciel breveté (Chinese Software Copyright Registration Number:2017SR354522).

Sur la base de nombreux résultats expérimentaux, une corrélation simple pour prédire le diamètre de la bulle a été proposée en utilisant l'optimisation des moindres carrés non linéaire. La nouvelle corrélation a été validée avec succès en comparant les résultats de prédiction avec des données expérimentales sur un large éventail de conditions de fonctionnement et de systèmes de travail de la littérature.

La comparaison des résultats prédits par le nouveau modèle par rapport aux données expérimentales de nos travaux et de la littérature est présentée sur la figure 1 (b). Seulement 6,54 pour cent des 657 résultats expérimentaux obtenus à partir de la littérature présentaient des écarts de plus de 30 pour cent, indiquant que la corrélation proposée dans ce travail peut être appliquée de manière extensive avec une précision raisonnable.

Ces résultats ont été publiés dans Sciences du génie chimique .