Een gas-vloeistofmengsel verwijst naar een combinatie van twee fasen:een vloeibare fase en een gasfase, die gezamenlijk in één systeem bestaan. In dergelijke mengsels zijn de gas- en vloeistoffasen niet chemisch gecombineerd, maar bestaan ​​ze naast elkaar als afzonderlijke componenten. De gas- en vloeistoffase kunnen verschillende soorten dispersies vormen, wat resulteert in verschillende mengselgedragingen.

Kenmerken van gas-vloeistofmengsels:

Homogeniteit: Gas-vloeistofmengsels zijn doorgaans heterogene systemen, wat betekent dat ze niet overal uniform zijn. De gasfase en de vloeibare fase zijn in verschillende mate te onderscheiden en met elkaar vermengd, afhankelijk van de specifieke omstandigheden en de eigenschappen van het mengsel.

Fasedistributie: Het gas-vloeistofmengsel kan verschillende faseverdelingspatronen vertonen, gebaseerd op de relatieve hoeveelheden gas en vloeistof en hun fysische eigenschappen. Deze patronen kunnen het volgende omvatten:

- Bruisende stroom: In dit regime vormt de gasfase bellen verspreid in de continue vloeistoffase.

- Schuimstroom: Wanneer grote hoeveelheden gas worden geïntroduceerd, gaat het mengsel over in een schuimachtige structuur, gekenmerkt door een netwerk van gasbellen gescheiden door dunne vloeistoffilms.

- Miststroom: Onder bepaalde omstandigheden kan de vloeibare fase als fijne druppeltjes in een continue gasfase worden verspreid.

Massaoverdracht en vloeistofdynamica: Gas-vloeistofmengsels brengen vaak aanzienlijke massaoverdracht- en vloeistofdynamica-verschijnselen met zich mee als gevolg van de interactie tussen de gas- en vloeistoffasen. Bellenvorming, coalescentie en uiteenvallen spelen bijvoorbeeld een essentiële rol bij massaoverdrachtsprocessen, terwijl grensvlakspanning en vloeistofviscositeit het algehele gedrag van het mengsel beïnvloeden.

Toepassingen:

Gas-vloeistofmengsels kennen talloze praktische toepassingen in diverse industrieën en processen, zoals:

- Chemische en procestechniek: Gas-vloeistofmengsels worden aangetroffen bij activiteiten zoals absorptie, destillatie en gaswassing, waarbij massaoverdracht tussen de fasen plaatsvindt.

- Petroleumindustrie: Gas-vloeistofmengsels zijn cruciaal bij de productie en het transport van olie en gas, waar koolwaterstofreservoirs zowel gas- als vloeibare componenten bevatten.

- Milieutechniek: Gas-vloeistofmengsels zijn betrokken bij de behandeling van afvalwater, beluchtingsprocessen en de verwijdering van verontreinigende stoffen uit gasstromen.

- Farmaceutische en voedingsindustrie: Gas-vloeistofmengsels worden gebruikt bij processen zoals fermentatie, extractie en drogen.

- Stroomopwekking: Gas-vloeistofmengsels zijn aanwezig in ketels, condensors en koelsystemen.

- Aërosolen en sprays: Gas-vloeistofmengsels in de vorm van spuitbussen en sprays vinden toepassingen in verschillende industrieën, zoals persoonlijke verzorging, landbouw en productie.

Complex gedrag:

Het gedrag van gas-vloeistofmengsels kan ingewikkeld zijn en wordt beïnvloed door factoren als vloeistofeigenschappen, stromingsomstandigheden, temperatuur en druk. Voor het voorspellen en begrijpen van het gedrag van deze mengsels zijn vaak gespecialiseerde kennis en modelleringstechnieken nodig om rekening te houden met hun dynamische kenmerken.