Power dissipation and flow patterns in reciprocating baffle‐plate columns

Abstract Time‐averaged power dissipation rates have been measured in water in a 19.4 cm diameter reciprocating plate column operating at frequencies 0.6 to 3 Hz and amplitudes 5 to 20 mm. Measurements were also taken in water in a 15 cm diameter column operated at 1 to 5.7 Hz with amplitudes 1 to 10 mm. Several different types of doughnut reciprocating plates, fitting close to the column wall, were investigated. Power consumption at high amplitudes agreed with the predicted values using the quasi‐steady flow model, while at low amplitudes the data were more in agreement with a recently proposed acoustic model. The measured power dissipations were slightly affected by the spacing between adjacent plates, and by the alignment of the holes in the case of plates with 3 holes. Flow patterns around the reciprocating plates were also observed with the aid of a thin beam of light reflecting from small particles suspended in the liquid. Well‐developed circulation patterns were observed, depending strongly on the axial spacing between the plates. Les taux de dissipation d'énergie moyennés dans le temps ont été mesurés dans l'eau dans une colonne à plateau réciproques de 19,4 cm de diamètre fonctionnant à une fréquence de 0,6 et 3 Hz et une amplitude de 5 à 20 mm. Des mesures ont également été prises dans l'eau dans une colonne de 15 cm de diamètre entre 1 et 5,7 Hz et 1 et 10 mm. On a étudié différents types de plateaux réciproques toriques, à faible dégagement à la paroi de la colonne. La consommation d'énergie aux amplitudes élevées montre un bon accord avec les valeurs prédites au moyen du modèle d'écoulement en régime quasi permanent, tandis qu'à de faibles amplitudes les données sont davantage en accord avec un modèle acoustique proposé récemment. Les dissipations d'énergie mesurées ont été légèrement modifiées par l'espacement entre les plateaux adjacents ainsi que par l'alignement des trous dans le cas des plateaux à trois trous. Les profils d'écoulement autour des plateaux réciproques ont également été observés à l'aide d'un mince faisceau de lumière se refléchissant sur des petites particules suspendues dans le liquide. Enfin, on a observé des profils de circulation bien développés, qui dépendent fortement de l'espacement axial entre les plateaux.