Two-phase bubbly flow structure in large-diameter vertical pipes

The two-phase flow structure of an air-water, bubbly, upward flow in a 20 cm diameter pipe is presented with particular emphasis on the local interfacial area concentration. The radial distribution of void fraction, bubble velocity, bubble size, bubble frequency, and interfacial area concentration were measured using a local dual-optical probe. The experimental results showed that the saddle-type distribution of void fraction and interfacial area concentration, which are common for bubbly flow in small diameter pipes, only appeared in the present experiments under conditions of very low area-averaged void fraction ( < 0.04). The values for the interfacial area concentration were higher in large diameter pipes when compared with data obtained under the same flow conditions in small pipes. The area-averaged void fraction data were correlated using the drift-flux model. On decrit la structure d'ecoulement biphasique d'un ecoulement air-eau bouillonnant ascendant dans une conduite de 20 cm de diametre en mettant l'accent sur la concentration de surface interfaciale locale. La distribution radiale de la fraction de vide, la vitesse, la taille et la frequence des bulles ainsi que la concentration de surface interfaciale ont ete mesurees a l'aide d'une sonde optique double locale. Les resultats experimentaux montrent que la distribution en forme de selle de la fraction de vide et de la concentration de surface interfaciale, qui sont courantes avec l'ecoulement bouillonnant dans des conduites de petits diametres, apparaissent seulement, dans les presentes experiences, dans des conditions de tres faibles fractions de vide moyennees en surface ( < 0,04). Les valeurs de la concentration de surface interfaciale sont plus grandes dans des conduites de gros diametre en comparaison avec les donnees obtenues dans les memes conditions d'ecoulement dans des conduites de petit diametre. Les donnees de fraction de vide moyennee en surface sont correlees a l'aide d'un modele a derive de flux.