polito.it
Politecnico di Torino (logo)

Applicazione dei bilanci di popolazione a dispersioni liquido-liquido: adeguamento dei nuclei di rottura e di coalescenza a emulsioni d'acqua in solventi organici ad alta viscosità = Application of population balances to liquid-liquid dispersions: adaptation of breakage and coalescence kernels for dispersions of water in organic viscous solvents.

Lorenzo Carrillo

Applicazione dei bilanci di popolazione a dispersioni liquido-liquido: adeguamento dei nuclei di rottura e di coalescenza a emulsioni d'acqua in solventi organici ad alta viscosità = Application of population balances to liquid-liquid dispersions: adaptation of breakage and coalescence kernels for dispersions of water in organic viscous solvents.

Rel. Antonio Buffo. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili, 2018

[img] PDF (Tesi_di_laurea) - Tesi
Document access: Repository staff only not before 16 April 2020 (embargo date).
Licenza: Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives.

Download (3MB)
Abstract:

In questo lavoro è stata studiata l’evoluzione temporale delle dimensioni di particelle appartenenti alla fase dispersa in un sistema liquido-liquido bifasico. In particolare i fenomeni di rottura e di coalescenza, che caratterizzano un sistema di questo tipo, sono stati modellizzati matematicamente sulla base dei nuclei di Coulaloglu e Tavlarides, ideali nel caso di condizioni turbolente. A differenza della formulazione classica, nella quale la turbolenza è considerata uniforme nello spazio, in questo lavoro di tesi si è preferito adottare un modello che potesse tener conto della non perfetta omogeneità dei fenomeni turbolenti. Tale modello, sviluppato in due versioni, è stato impiegato per l’interpretazione dei dati raccolti sperimentalmente per sistemi viscosi. La prima versione di tale modello è basata sul precedente lavoro di Castellano et al. Tuttavia, essa si mostra ideale solo nel caso di solventi poco viscosi. Aumentando la viscosità del sistema, infatti, le dimensioni delle gocce della fase dispersa diminuiscono, raggiungendo dimensioni tali da poter essere considerate all'interno del Dissipation range. Tuttavia, i nuclei adottati in questo modello iniziale sono basati sull'ipotesi che tutte le particelle disperse siano comprese all'interno dell'Inertial subrange, dove vale la legge dei -5/3 di Kolmogorov. In tal modo, la versione iniziale del modello conduce ad una sovrastima dell’energia dissipata durante i meccanismi di rottura e di coalescenza. Per tal motivo, si è proceduto all’elaborazione di una seconda versione, basata su una nuova definizione di spettro d’energia per i vortici caratterizzanti un flusso turbolento e conservando la formulazione matematica dei nuclei fornita da Coulaloglou e Tavlarides. Tale modello, detto Advanced model, è stato quindi impiegato per l’interpretazione dei dati raccolti a viscosià superiore. Questa volta, i risultati prodotti si mostrano molto soddisfacenti, fornendo una corretta interpretazione di tutti i dati sperimentali. In conclusione, il modello sviluppato permette di predire l’evoluzione temporale delle particelle della fase dispersa per sistemi liquido-liquido bifasici. Tale scoperta potrà essere impiegata in ambito petrolifero, nucleare, alimentare, ecc., al fine di comprendere in maniera più efficiente al fine di comprendere in maniera più efficiente alcune delle proprietà macroscopiche, come ad esempio lo scambio di massa, permettendo cosi una drastica riduzione dei volumi richiesti nella costruzione delle apparecchiature necessarie.

Relators: Antonio Buffo
Academic year: 2018/19
Publication type: Electronic
Number of Pages: 108
Subjects:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Ingegneria Chimica E Dei Processi Sostenibili
Classe di laurea: New organization > Master science > LM-22 - CHEMICAL ENGINEERING
Ente in cotutela: École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne (FRANCIA)
Aziende collaboratrici: CEA-Atomic Energy Commission
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/8653
Modify record (reserved for operators) Modify record (reserved for operators)