Gas—liquid pressure drop studies in a reciprocating plate column

Abstract Two‐phase pressure drop in a 93 mm diameter reciprocating plate column (RPC) was studied for the air‐water system, and to a lesser extent for air‐kerosene. Amplitudes (strokes) in the range 14 to 63.5 mm and frequencies from 0.75 to 4.0 Hz were investigated for between 2 and 10 brass plates with hole diameters from 3 to 8 mm and free flow area between 0.09 and 0.306. Continuous phase velocity was varied from 1.24 to 3.72 cm s −1 and dispersed phase velocity varied from 0.04 to 5.10 cm s −1 . The measured pressure head was subjected to a static head correction based on the measured holdup of the dispersed phase and densities of the phases. The data were correlated by regression analysis as a friction factor expressed in terms of loading ratio, Reynolds number and Froude number; they were also compared with an earlier theoretical prediction by Noh and Baird for single phase flow in a RPC. The two‐phase pressure drop was found to increase with agitation both in the mixer‐settler and emulsion regions and reached a maximum at vibrating speeds around 10 cm s −1 . Beyond this point, it decreased in the unstable region preceding flooding. It was concluded that the RPC could be effectively used in the emulsion region for optimum performance. On a étudié, pour le systéme air‐eau et, à un degré moindre, pour le système air‐kérosene, la perte de charge subie dans une colonne à plateaux oscillants, de diamètre 93 mm. On a étudié des amplitudes variant entre 14 et 63.5 mm et des fréquences entre 0.75 et 4.0 Hz, dans les cas de 2 à 10 plateaux de laiton avec des diamètres d'orifices de 3 à 8 mm et l'aire d'écoulement libre variant entre 0.09 et 0.306. On a fait varier la vitesse de la phase continue de 1.24 à 3.72 cm · s −1 et celle de la phase dispersée de 0.04 à 5.10 cm · s −1 . On a soumis la pression de tête mesurée à une correction statique basée sur la rétention mesurée de la phase dispersée et sur les densités des phases. On a établi une corrélation entre les données, au moyen d'une analyse de régression, sous forme d'un facteur de friction exprimé en fonction du rapport de charge, du nombre de Reynolds et du nombre de Froude; on a aussi comparé les données avec une prédiction théorique antérieure de Noh et Baird, relative à l'écoulement d'une seule phase dans une colonne à plateaux oscillants. On a trouvé que la perte de charge de l'écoulement biphasique augmente avec l'agitation, à la fois dans les régions de mélange‐décantion et dans l'émulsion, et qu'elle atteint un maximum pour des vitesses de vibration voisines de 10 cm · s −1 ; au‐delà de ce point, la perte de charge diminue dans la région instable qui précède l'engorgement. On a conclu que la colonne à plateaux oscillants pourrait être effectivement employée dans la zone de l'émulsion pour obtenir une performance optimale.