Turbulent circulation in bubble columns from eddy viscosity distributions of single-phase pipe flow

The exact prediction of the flow structure in bubble columns is important for their design and scale-up. This paper proposes a theoretical model for the liquid circulation on the basis of Reynolds equation of motion and the eddy viscosity distribution of single phase pipe flow, and presents a derivation of an analytical equation for the axial liquid velocity profiles that is fast and easy to use. The model shows a strong analogy for the eddy viscosity between multiphase and single-phase systems, and how both eddy and molecular viscosities affect the flow. The velocity profiles calculated from the model are shown to agree well with reported experimental data for both low and high viscosity fluids. La prediction exacte de la structure d'ecoulement dans des colonnes a bulles est importante pour leur conception et mise a l'echelle. Nous proposons dans cet article un modele theorique pour la circulation liquide en fonction de l'equation de deplacement de Reynolds et de la distribution de viscosite turbulent d'un ecoulement monophasique dans un tuyau, ainsi qu'une equation analytique pour les profils de vitesse liquide axiale qui soit rapide et facile a utiliser. Le modele montre une forte analogie pour la viscosite turbulente entre les systemes multiphasiques et monophasiques et comment les viscosites turbulentes et moleculaires influent sur l'ecoulement. Nous montrons que les profils de vitesse calcules a partir du modele concordent avec les donnees experimentales presentees a la fois pour les liquides de faible viscosite et de haute viscosite.