Published January 1, 2019
| Version v1
Publication
Open
Modelling ultrasound waves bubble formation in ethanol/ethyl acetate azeotrope mixture
Creators
- 1. University of Maiduguri
- 2. University of Technology Malaysia
Description
The separation of an azeotropic mixture such as ethanol/ethyl acetate in distillation process can be enhanced by ultrasound wave. The application of ultrasound wave creates bubble cavitation in the mixture and shifts the vapour-liquid equilibrium favouring the separation of the azeotropic mixture. This study investigates the formation of bubbles in the mixture through modelling and simulation. The results obtained show that bubble formation at low ultrasound frequency is favoured by the increase in intensity, which has a direct relation to sonic pressure. The optimal sonic pressure for bubble formation at equilibrium is 5 atm and conforms to the model for small bubble formation with radius of 0.14 /<m. Furthermore, the maximum possible number of bubbles at equilibrium in the ethanol/ethyl acetate azeotropic mixture of 1 L is 91 × 10 15 . The developed model can be used to determine the optimal sonic pressure, sound intensity, size of bubble, and possible number of bubbles formed at equilibrium.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن تعزيز فصل الخليط الأزيوتروبي مثل الإيثانول/أسيتات الإيثيل في عملية التقطير عن طريق الموجات فوق الصوتية. يؤدي تطبيق الموجات فوق الصوتية إلى تكوين تجويف فقاعي في الخليط وتحويل توازن البخار والسائل لصالح فصل الخليط الأزيوتروبي. تبحث هذه الدراسة في تكوين الفقاعات في الخليط من خلال النمذجة والمحاكاة. تظهر النتائج التي تم الحصول عليها أن تكوين الفقاعة عند تردد الموجات فوق الصوتية المنخفض مفضل من خلال الزيادة في الشدة، والتي لها علاقة مباشرة بالضغط الصوتي. الضغط الصوتي الأمثل لتكوين الفقاعة عند التوازن هو 5 ضغط جوي ويتوافق مع نموذج تكوين الفقاعة الصغيرة بنصف قطر 0.14 /<م. علاوة على ذلك، فإن أقصى عدد ممكن من الفقاعات عند التوازن في خليط الإيثانول/أسيتات الإيثيل الأزيوتروبي من 1 لتر هو 91 × 10 15 . يمكن استخدام النموذج المطور لتحديد الضغط الصوتي الأمثل، وشدة الصوت، وحجم الفقاعة، والعدد المحتمل للفقاعات المتكونة عند التوازن.Translated Description (French)
La séparation d'un mélange azéotropique tel que l'éthanol/acétate d'éthyle dans le processus de distillation peut être améliorée par onde ultrasonore. L'application d'ondes ultrasonores crée une cavitation des bulles dans le mélange et déplace l'équilibre vapeur-liquide favorisant la séparation du mélange azéotropique. Cette étude étudie la formation de bulles dans le mélange à travers la modélisation et la simulation. Les résultats obtenus montrent que la formation de bulles à basse fréquence ultrasonore est favorisée par l'augmentation de l'intensité, qui a une relation directe avec la pression sonique. La pression sonique optimale pour la formation de bulles à l'équilibre est de 5 atm et est conforme au modèle pour la formation de petites bulles avec un rayon de 0,14 /<m. En outre, le nombre maximal possible de bulles à l'équilibre dans le mélange azéotropique éthanol/acétate d'éthyle de 1 L est de 91 × 10 15 . Le modèle développé peut être utilisé pour déterminer la pression sonore optimale, l'intensité sonore, la taille de la bulle et le nombre possible de bulles formées à l'équilibre.Translated Description (Spanish)
La separación de una mezcla azeotrópica como etanol/acetato de etilo en el proceso de destilación se puede mejorar mediante ondas de ultrasonido. La aplicación de ondas de ultrasonido crea cavitación de burbujas en la mezcla y desplaza el equilibrio vapor-líquido favoreciendo la separación de la mezcla azeotrópica. Este estudio investiga la formación de burbujas en la mezcla a través del modelado y la simulación. Los resultados obtenidos muestran que la formación de burbujas a baja frecuencia ecográfica se ve favorecida por el aumento de intensidad, que tiene una relación directa con la presión sónica. La presión sónica óptima para la formación de burbujas en el equilibrio es de 5 atm y se ajusta al modelo para la formación de burbujas pequeñas con un radio de 0,14 /<m. Además, el número máximo posible de burbujas en equilibrio en la mezcla azeotrópica de etanol/acetato de etilo de 1 L es 91 × 10 15 . El modelo desarrollado se puede utilizar para determinar la presión sónica óptima, la intensidad del sonido, el tamaño de la burbuja y el posible número de burbujas formadas en el equilibrio.Files
e3sconf_concept2019_02005.pdf.pdf
Files
(24 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
|
24 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نمذجة تشكيل فقاعات موجات الموجات فوق الصوتية في خليط الأيزوتروب أسيتات الإيثانول/الإيثيل
- Translated title (French)
- Modélisation de la formation de bulles d'ondes ultrasonores dans un mélange azéotrope éthanol/acétate d'éthyle
- Translated title (Spanish)
- Modelado de la formación de burbujas por ondas de ultrasonido en una mezcla azeotrópica de etanol/acetato de etilo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2931510406
- DOI
- 10.1051/e3sconf/20199002005
References
- https://openalex.org/W1835935525
- https://openalex.org/W1973820235
- https://openalex.org/W2045756110
- https://openalex.org/W2064370908
- https://openalex.org/W2084313631
- https://openalex.org/W2567059223
- https://openalex.org/W2603795317
- https://openalex.org/W2731941455
- https://openalex.org/W2767093529
- https://openalex.org/W4214903534
- https://openalex.org/W4254442929