ES2298020B1 - Procedimiento y dispositivo de elevado rendimiento para la generacion de gotas y burbujas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento y dispositivo de elevado
rendimiento para la generación de gotas y burbujas.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento y un dispositivo para generar gotas o burbujas en
líquidos, con un rango de tamaños que en condiciones normales de
temperatura y presión puede ir desde unos cientos de micras hasta
varios milímetros.
Cuando el líquido o gas a dispersar se hace
pasar a través de pequeños orificios que descargan en una corriente
transversal, se produce la formación de unos meniscos de los que se
desprenden pequeñas gotas o burbujas. Para que esta generación de
gotas o burbujas sea lo más eficiente posible, la fracción de
energía empleada en el proceso que se traduce en un aumento de
superficie de las interfaces líquido-líquido o
líquido-gas debe maximizarse en relación a la
energía comunicada al sistema.
El dispositivo objeto de la presente invención
es aplicable en campos como la Oxigenación y Aireación de líquidos,
la Ingeniería Química y la Tecnología de Alimentos, donde la
generación eficiente de pequeñas burbujas de gas o gotas de líquido
en el seno de una corriente líquida sea una parte importante del
proceso. El objetivo en la mayoría de estas aplicaciones es
maximizar la superficie de contacto entre las fases.
Description
Procedimiento y dispositivo de elevado
rendimiento para la generación de gotas y burbujas.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento y un dispositivo para generar gotas o burbujas en
líquidos, con un rango de tamaños que en condiciones normales de
temperatura y presión puede ir desde unos cientos de micras hasta
varios milímetros.
Cuando el líquido o gas a dispersar se hace
pasar a través de pequeños orificios que descargan en una corriente
transversal, se produce la formación de unos meniscos de los que se
desprenden pequeñas gotas o burbujas. Para que esta generación de
gotas o burbujas sea lo más eficiente posible, la fracción de
energía empleada en el proceso que se traduce en un aumento de
superficie de las interfaces líquido-líquido o
líquido-gas debe maximizarse en relación a la
energía comunicada al sistema.
El dispositivo objeto de la presente invención
es aplicable en campos como la Oxigenación y Aireación de líquidos,
la Ingeniería Química y la Tecnología de Alimentos, donde la
generación eficiente de pequeñas burbujas de gas o gotas de líquido
en el seno de una corriente líquida sea una parte importante del
proceso. El objetivo en la mayoría de estas aplicaciones es
maximizar la superficie de contacto entre las fases.
Los métodos de oxigenación o aireación
existentes se basan en el aumento de la superficie de contacto
gas-líquido con objeto de acercar la concentración
de oxígeno disuelto al valor de saturación. La mayoría de los
sistemas que se emplean actualmente (C.E. Boyd 1998, Acuicultural
Engineering 18, 9-40) tratan de fragmentar
una masa de líquido en aire, que se reincorpora seguidamente a la
masa de líquido, o bien producen burbujas que son introducidas
directamente en el líquido. Existen algunos dispositivos que
producen la rotura de un chorro de gas en presencia de una corriente
de líquido, como pueden ser los venturis o algunas bombas que son
al mismo tiempo propulsoras y succionadoras de aire, pero son poco
eficientes ya que su eficiencia de oxigenación estándar (SAE) apenas
supera los dos kilogramos de oxígeno por cada
kilovatio-hora consumido.
La forma más eficiente de generar burbujas es
inyectar gas en el seno de un coflujo de líquido. Sin embargo, esto
supone que para obtener grandes caudales habría que situar en la
corriente principal cientos o miles de agujas. Por lo tanto, parece
más interesante realizar la inyección de gas mediante multitud de
orificios practicados en la pared del conducto principal, de forma
que a la salida de éstos la corriente transversal de líquido
produce un gran arrastre sobre el gas que sale por los orificios.
Esta disposición de flujo cruzado puede dar lugar a los distintos
regímenes o modos (S. E. Forrester y C.D. Rielly 1998, Chemical
Engineering Science 53, pág. 1517-1527) que se
muestran en la Figura 1.
El modo de burbujeo se produce a bajos
caudales del fluido a dispersar y está caracterizado por una
producción regular de burbujas aproximadamente esféricas y de
tamaño uniforme cerca del orificio de inyección. El diámetro de las
gotas o burbujas resultantes está determinado por el equilibrio
entre la fuerza de resistencia aerodinámica producida por la
corriente principal y la fuerza de tensión superficial, por lo que
es posible obtener burbujas extremadamente pequeñas. Sin embargo,
este modo de funcionamiento tiene como fundamental desventaja que,
para las configuraciones geométricas habituales, la relación entre
el caudal de gas inyectado y el de líquido impulsor es demasiado
baja para las aplicaciones de interés general, ya que se obtiene
una eficiencia muy baja. Para valores más elevados del caudal de
fluido a dispersar se forma un chorro continuo anclado a la salida
del orificio que posteriormente se rompe de forma caótica en
fragmentos irregulares. Este es el denominado modo chorro,
en el que las fuerzas de flotación suelen ser despreciables y si la
inercia del fluido inyectado es también despreciable el chorro de
gas alcanza en la zona de rotura una velocidad muy parecida a la del
líquido que le rodea. En ausencia de otras fuerzas importantes el
diámetro medio equivalente de las gotas o burbujas que se producen
se puede aproximar a (P.F. Wace, M.S. Morrell y J. Woodrow 1987,
Chemical Engineering Communications 62, pág.
93-106)
donde Q_{g} es el caudal del
fluido inyectado por el orificio y u_{l} la velocidad del
líquido que rodea al chorro. Para completar la descripción de los
modos posibles basta mencionar que el modo pulsante es un régimen
intermedio entre los dos anteriores y el modo con cavidad sólo se
forma en algunas configuraciones geométricas a grandes caudales del
fluido a
dispersar.
En el caso de que las burbujas, el chorro o la
cavidad formados alcancen una zona de turbulencia desarrollada de
la corriente de líquido, el proceso de la generación de burbujas
está bien documentado en C. Martínez-Bazán, J.L.
Montañes y J.C. Lasheras 1999 (Journal of Fluid Mechanics
401, pág. 157-182 y 183-207).
En este caso los esfuerzos turbulentos son los causantes de la
disgregación de las burbujas y se pueden llegar a producir burbujas
mucho menores que el orificio de inyección si el número de Weber
basado en el tamaño de las estructuras del flujo en la zona de
rotura (l), la velocidad del líquido (u_{l}) y la
tensión superficial (\sigma) (We =\rho_{l}
u_{l}^{2} l/\sigma, donde \rho_{l}, es la
densidad del líquido) es lo suficientemente grande. En este tipo de
rotura se han realizado recientes progresos (A. Sevilla, Tesis
Doctoral, Universidad Carlos III de Madrid).
En el dispositivo presentado en este documento
se favorece la formación de burbujas más pequeñas mediante la
generación de zonas de cortadura intensa en el flujo. Esto hace que
las burbujas obtenidas puedan tener tamaños significativamente
menores que el ligamento de gas del que son generadas. La
fragmentación de burbujas mediante pequeñas estructuras de cortadura
intensa es también objeto de la patente de Dávila y Gordillo 2004.
Desde un punto de vista conceptual, la presente invención tiene
como ventaja fundamental respecto de la anterior que las burbujas
se forman directamente a partir del menisco anclado, en vez de a
partir de burbujas ya generadas mediante cualquier otro
procedimiento, lo cual es clave para que el rendimiento energético
pueda maximizarse.
La mayoría de los métodos de atomización
existentes convierten una parte de la energía que se suministra al
sistema (energía cinética en el caso de los atomizadores
neumáticos, eléctrica en los sónicos y ultrasónicos piezoeléctricos,
mecánica en los rotativos, electroestática en los atomizadores
electro hidrodinámicos, etc.) en energía de tensión superficial, ya
que la superficie de la interfaz líquido-gas
aumenta drásticamente en estos procesos. En las aplicaciones que se
citan en la presente invención, eso supone que la energía aportada
aumenta al disminuir el tamaño de las gotas o burbujas formadas.
Sin embargo, en muchos atomizadores (y en el dispositivo que aquí
se describe) parte de la energía se transfiere al fluido en forma
de energía cinética y esto junto con el aumento de la superficie
gas-líquido puede permitir acelerar en gran medida
la transferencia de partículas o iones a través de la interfaz. En
cualquier caso existirá un óptimo a partir del cual un aumento de
la energía aportada no supone una mejora de la eficiencia del
proceso y viceversa, una disminución de la energía aportada para la
atomización supone una disminución del
rendimiento.
rendimiento.
El objeto de la presente invención es un
procedimiento y un dispositivo de atomización y fragmentación de
gotas o burbujas en el seno de una corriente líquida. De entre los
muchos procedimientos habitualmente empleados para producir
burbujas de pequeño tamaño esta invención utiliza la inyección a
través de orificios en un flujo transversal para la posterior
rotura en fragmentos que típicamente están en el rango
milimétrico.
Cuando se inyecta gas (o un líquido inmiscible)
en una corriente transversal de líquido se forma un menisco que
posteriormente se desprende del orificio, formándose burbujas que
son fácilmente fragmentables en otras de menor tamaño debido a la
cortadura (capa límite) o a las pequeñas estructuras de la corriente
turbulenta del flujo principal. El dispositivo basado en este
procedimiento consta por lo tanto de las fases de inyección y
rotura, que se suceden al inyectar el gas (o líquido inmiscible) a
través de pequeños orificios y por donde también discurre una
corriente transversal de líquido, alcanzándose velocidades
suficientes para producir una fuerte cortadura o unas elevadas
fluctuaciones que produzcan la rotura del menisco anclado al
orificio o de las burbujas desprendidas de éste. En este sentido,
el procedimiento propuesto es semejante al de los venturis, en los
que además también se recupera parte de la energía cinética que se
le comunica al flujo mediante una tobera divergente situada a
continuación de la zona de inyección y rotura. Sin embargo, nuestro
dispositivo tiene la ventaja de que el consumo energético es mucho
menor ya que se minimiza el caudal de líquido de la corriente
principal y además las burbujas desprendidas de los orificios son
sustancialmente más pequeñas.
Mediante este procedimiento se consiguen unas
burbujas extremadamente pequeñas, siendo el principal límite de
tipo constructivo. Con mecanizados de precisión estándar pueden
obtenerse burbujas de unas pocas decenas de micras, aunque en este
caso los rendimientos no son tan elevados. Como ventaja adicional se
produce una elevada agitación de la mezcla, aumentando
considerablemente la transferencia de gas al líquido. Los caudales
de aire y líquido pueden controlarse mediante válvulas de
regulación, alcanzándose la máxima eficiencia cuando la velocidad
del líquido en el orificio es típicamente del orden de 10 m/s y la
relación de caudales es del orden de la unidad. En el caso de la
oxigenación o aireación de agua la tasa de eficiencia estándar
(SAE) puede alcanzar valores muy superiores a los 2 kg de oxígeno
por kilovatio-hora que se obtienen con los mejores
sistemas actuales.
Las burbujas generadas mediante este método de
atomización tienen las siguientes propiedades:
- 1.
- Tienen un tamaño pequeño; el rango de diámetros valía típicamente entre las decenas de micras y unos pocos milímetros.
- 2.
- Se encuentran en movimiento dentro de una corriente turbulenta, lo cual favorece aún más la transferencia iónica o molecular desde el gas al líquido o del líquido al líquido en el caso de la formación de emulsiones de líquidos inmiscibles.
Esto puede permitir entre otras aplicaciones una
eficiente disolución de gases en líquidos o, análogamente, un
aumento considerable de la velocidad de las reacciones que se
producen en los reactores químicos líquido-gas o
líquido-líquido.
La formación de un menisco anclado a la salida
de un orificio es consecuencia del equilibrio de las fuerzas de
resistencia aerodinámica, tensión superficial e inercia, ya que el
efecto de la gravedad suele ser despreciable en este proceso.
Dependiendo de la configuración geométrica y de las velocidades de
los dos fluidos el menisco rompe en pequeños fragmentos dando lugar
a tamaños muy diversos. Se utiliza un rango paramétrico (conjunto
de valores especiales de las propiedades de los fluidos, tamaño de
los orificios, caudales, etc.) tal que de la ruptura del menisco se
producen fragmentos de diámetro típico de unos cientos de micras, de
forma que la eficiencia energética sea máxima, si es ése el
objetivo, pudiendo ser en otros casos el objetivo alcanzar los
menores tamaños posibles a costa de reducir la eficiencia.
Cuando se mantienen constantes los caudales de
líquido y de gas (o de líquido a dispersar), se forma a la salida
del orificio un menisco en una corriente laminar de líquido con una
velocidad media u_{l}, aplicando una presión de impulsión
del líquido
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde P_{o} y
P_{s} son la presión aguas arriba y aguas abajo del
dispositivo respectivamente, \rho_{l} es la densidad del
líquido y k_{l} es la constante de pérdida de carga del
flujo de líquido impulsor (Idelchik, Hemisphere, 1986). Así mismo,
en el gas hay que aplicar una presión que venza la pérdida de carga
provocada por los
orificios
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde k_{g} es la
constante de pérdida de carga del orificio, \rho_{g} la densidad
del gas, u_{g} la velocidad del gas en el orificio y
P_{l} la presión en zona de descarga, que está relacionada
con la presión de impulsión del líquido a través
de
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde A_{l} y
A_{o} son las áreas de paso de la zona de inyección de gas
y de impulsión de líquido y se ha supuesto que esta transición de
áreas es suave para que no existan pérdidas de presión de remanso.
De esta forma P_{l}, y por lo tanto también
P_{g}, pueden ser bastante inferiores a P_{o} si
u_{l} es suficientemente elevada. El consumo energético
del gas o líquido a dispersar está por lo tanto determinado por la
presión en la zona de descarga (P_{l}) y por la pérdida de
carga en la inyección. Para tener igualdad en el caudal que
atraviesa cada orificio es conveniente disponer de una cámara de
remanso a la presión uniforme P_{g}. La pérdida de presión
ocasionada en la inyección dependerá del diámetro de los orificios
practicados en la pared del conducto principal, que estará entre
0,01 (por razones de mecanizado) y 3 mm (para que sea despreciable
la flotabilidad de las gotas o burbujas
formadas).
El número de Weber (cociente entre las fuerzas
dinámicas o de inercia y las de tensión superficial) es
donde \sigma es la tensión
superficial y d el diámetro del menisco alargado. En el rango
de interés para las aplicaciones que aquí se incluyen los valores
de We suelen ser muy grandes, lo que significa que en el
proceso de ruptura de una burbuja o gota que tuviera un diámetro
del orden del del menisco, la tensión superficial no jugaría un
papel importante, siendo dominantes las fuerzas de presión y las
dinámicas. Esto quiere decir que se pueden producir mediante este
procedimiento gotas o burbujas de un tamaño mucho menor que las del
menisco, aunque ciertamente de esta ruptura surgen tamaños muy
diversos. Por ejemplo, en la rotura de burbujas de aire en agua
(\sigma = 70 mN/m) en una corriente con velocidades de varios
metros por segundo, se pueden alcanzar altos valores del número de
Weber, basado en el diámetro de la burbuja formada, con tamaños de
burbujas de unas pocas decenas de micras. Además, también
resultarán burbujas de mayor tamaño cuando éstas alcancen zonas
donde la cortadura no es muy
intensa.
intensa.
En este proceso los consumos energéticos derivan
de la impulsión de los dos fluidos (que se invierten en aumentar la
energía superficial, la energía cinética y en disipación viscosa) y
por lo tanto pueden calcularse mediante la expresión W =
W_{l} + W_{g} = Q_{l} (P_{o} -
P_{s}) + Q_{g} (P_{g} - P_{s}),
donde Q_{l} es el caudal del líquido que proporciona la
corriente principal y Q_{g} el del gas o líquido
dispersado. Para las aplicaciones de oxigenación o disolución de
gases en líquidos la eficiencia de disolución estándar (SAE)
en kg de O_{2} por kWh puede obtenerse de
donde Q_{g} se expresa en
m^{3}/h, \rho_{g} en kg/m^{3} y la potencia en kW.
\alpha_{g} es la fracción de O_{2} disuelto en el líquido
respecto del inyectado e Y_{O2} la fracción volumétrica de
oxígeno en el gas inyectado (0,21 para aire en condiciones
normales).
Para maximizar la eficiencia energética hay que
reducir el coste de impulsión sin aumentar en exceso el tamaño
medio de las burbujas resultantes y por lo tanto sin disminuir en
exceso \alpha_{g}. Este tamaño depende de la velocidad del
líquido que no debe ser ni demasiado baja (para que se desprendan
las burbujas de cada orificio antes de que se produzca
coalescencia) ni demasiado elevada ya que esto supondría unas
pérdidas de energía cinética importantes aguas abajo del
dispositivo. Por lo tanto la velocidad del líquido en la zona de
inyección del fluido a dispersar estará típicamente comprendida
entre 0,01 y 20 m/s.
Dado que el tamaño de las burbujas desprendidas
de los orificios de inyección depende de la velocidad del líquido,
pero no del caudal del líquido, es conveniente reducir en lo
posible el área de paso del conducto en la zona de inyección del
fluido a dispersar (típicamente entre 10 diámetros de los orificios
de inyección aguas arriba y aguas debajo de los puntos de
inyección), sin reducir en exceso la superficie donde se practican
los orificios de inyección. Esto puede conseguirse por ejemplo
introduciendo en el conducto principal un cuerpo fuselado,
obteniéndose una sección con forma anular. Así, al mismo tiempo que
se reduce el área de paso, no se aumenta en exceso la pérdida de
carga. De esta forma el conducto tendría una superficie exterior
suficientemente grande como para poder practicar el número de
orificios suficientes para realizar la inyección del gas
produciéndose burbujas de pequeño tamaño. Cualquier conducto con
una sección en forma de ranura alargada también maximizaría la
superficie exterior al mismo tiempo que minimizaría el caudal sin
reducir la velocidad del líquido impulsor. Esto se conseguiría por
ejemplo, si la sección tuviese forma rectangular y su relación
anchura/longitud fuera menor de 0.5, preferiblemente menor que
0,05. Dado que el tamaño máximo de las burbujas producidas suele
estar en el rango de los milímetros, la anchura de las ranuras
deberá ser menor de 5 mm.
Teniendo en cuenta los tamaños típicos de
burbujas que se producen (las mayores burbujas están en el rango de
los milímetros) y de las propiedades de la corriente turbulenta en
la que están inmersas (con fluctuaciones de velocidad cercanas al
metro por segundo), puede suponerse que al menos un 50% del O_{2}
se disolverá en el líquido si el tiempo de residencia de las
burbujas en el depósito de descarga es suficientemente prolongado.
Por lo tanto, para sobrepresiones de tan sólo 0,1 bar (suficiente
para conseguir velocidades mayores de 10 m/s en el punto de
inyección si k_{l} < 0.2), en el caso de utilizar aire
en condiciones normales (20°C y 1 atm)
Hay que tener en cuenta que para relaciones de
caudal Q_{l}/Q_{g} próximas a la unidad se
produce con frecuencia la coalescencia entre burbujas, lo que impone
un valor mínimo de Q_{l}/Q_{g}. A pesar de esto
la eficiencia resultante puede ser muy elevada, pudiéndose llegar a
más de 6 kg O_{2}/kWh y aunque a estos valores les debe ser
aplicado el rendimiento de la bomba impulsora del líquido es claro
que pueden alcanzarse eficiencias superiores a las obtenidas
mediante los procedimientos habituales.
Figura 1. Representación esquemática de los
distintos modos de rotura de gotas o burbujas en un flujo cruzado:
a) modo de burbujeo, b) modo pulsante, c) modo chorro y d) modo con
cavidad.
Figura 2. Para complementar la descripción que
se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión
de las características de la presente invención se acompaña a la
presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, la
Figura 2 que, con carácter ilustrativo y no limitativo, recoge un
modelo de prototipo de difusor de gases en líquidos:
- 1.
- Conducto de alimentación del líquido.
- 2.
- Alimentación del gas.
- 3.
- Cámara a presión de gas.
- 4.
- Orificios por los que se inyecta el gas.
- 5.
- Cuerpo fuselado.
- 6.
- Zona de ruptura de las burbujas.
- P_{o} =
- presión de impulsión del líquido.
- P_{s} =
- presión a la salida del dispositivo.
El sistema propuesto para el desarrollo de la
presente invención, requiere del suministro de unos caudales de
líquido impulsor y de gas o líquido a dispersar. Ambos caudales
deben ser los apropiados para que el sistema esté dentro del rango
parámetrico de interés para alcanzar las especificaciones de una
aplicación concreta. Se aumentará el número de orificios de
inyección del fluido a dispersar y la sección transversal del
conducto principal en la zona de inyección si la velocidad del
líquido en esta zona es muy elevada para los caudales requeridos y
por ello la eficiencia resulta muy baja como consecuencia de unas
presiones de excesivas aguas arriba de los conductos. Así mismo se
podrá disponer de varios conductos principales por los que fluye el
líquido impulsor dispuestos en paralelo y en los que se inyecta el
gas o líquido a dispersar a través de múltiples orificios.
Puede suministrarse un mayor caudal de líquido
impulsor y de gas o líquido a dispersar por cualquier medio en
aplicaciones específicas (oxigenación, reactores químicos
gas-líquido o líquido-líquido, etc.)
ya que esto no interfiere en el funcionamiento del atomizador. Por
lo tanto pueden usarse cualesquiera métodos de suministro de
líquido impulsor y de gas o líquido a dispersar (compresores,
bombas volumétricas, botellas de gas comprimido, etc.).
El caudal del fluido a dispersar debe ser lo más
homogéneo posible entre los distintos orificios, lo cual puede
requerir, alternativamente, la inyección a través de medios
porosos, placas perforadas o cualquier otro método capaz de
distribuir un caudal homogéneo entre los diferentes puntos de
alimentación. Los materiales de que puede estar fabricado el
atomizador son múltiples (metal: plástico, cerámica, vidrio),
dependiendo fundamentalmente la elección del material de la
aplicación específica en la que vaya a emplearse el
dispositivo.
En la figura 2 se presenta el esquema de un
prototipo ya probado, en el que el líquido impulsor se introduce
por un conducto de entrada (1) y el gas a dispersar se introduce
por otro extremo del sistema (2) en una cámara a presión (3). En
este prototipo se han utilizado presiones de alimentación del gas a
fragmentar desde 0,05 a 2,5 bar por encima de la presión
atmosférica P_{s} a la que se descarga. La entrada al
conducto de impulsión de líquido está a una presión P_{o}
> P_{s}. La presión de alimentación del gas debe ser
siempre ligeramente superior a la del líquido en la zona de
inyección, en función de la pérdida de carga del sistema inyector de
gas, para asegurar una cierta relación de caudales líquido/gas. Los
parámetros geométricos fundamentales son el área de paso de líquido
en la zona de inyección del gas y la geometría de la tobera
divergente situada aguas abajo de la inyección en la zona de
fragmentación de las burbujas producidas (6).
En este prototipo la inyección de gas se realizó
a través de 36 orificios (4), con diámetros de 0,3 mm. La sección
del conducto principal de impulsión de líquido era de forma anular,
formada por un conducto de diámetro interior de 20 mm y un cuerpo
fuselado (5) que en el punto de inyección tenía un diámetro de 18
mm. El ángulo de la tobera divergente situada aguas abajo de la
sección de inyección era de 20°. El resto de las medidas del
prototipo no afectan en modo alguno a la generación y fragmentación
de las burbujas, siempre que la cámara de presión del gas tenga
dimensiones grandes (longitud y diámetro) en comparación con los
orificios.
Claims (13)
1. Dispositivo de generación de gotas y burbujas
caracterizado porque:
- a)
- existe un conducto principal, limitado por paredes sólidas, por el que circula el líquido impulsor del movimiento
- b)
- existen, en la denominada zona de inyección, unos orificios practicados en la pared del conducto principal, que comunican una cámara de presión con el flujo del conducto principal, por los que se inyecta el gas o líquido a dispersar.
- c)
- el conducto principal en la zona de inyección del fluido a dispersar está formado por uno o varios conductos en paralelo de forma que al menos uno tiene una sección transversal rectangular con una relación entre la dimensión mínima (anchura) y la dimensión máxima (longitud) menor que 0.5, una sección transversal anular con una relación entre el diámetro interior y el exterior mayor que 0,1 ó cualquier otro tipo de sección transversal compuesta por secciones rectangulares o anulares o combinaciones de ambas, cada una con las mismas relaciones geométricas mencionadas.
2. Dispositivo de generación de gotas o burbujas
según la reivindicación 1 caracterizado porque, en la zona
de inyección del fluido a dispersar, el conducto principal está
formado por uno o varios conductos en paralelo de forma que al
menos uno tiene una sección transversal rectangular o una sección
transversal compuesta o combinada con al menos una sección
rectangular, con una relación entre la dimensión característica
mínima (anchura) y la dimensión característica máxima (longitud)
menor que 0,05.
3. Dispositivo de generación de gotas o burbujas
según la reivindicación 1 caracterizado porque, en la zona
de inyección del fluido a dispersar, el conducto principal está
formado por uno o varios conductos en paralelo de forma que al
menos uno tiene una sección transversal anular o una sección
transversal compuesta o combinada con al menos una sección anular,
con una relación entre el diámetro interior y exterior mayor que
0,9.
4. Dispositivo de generación de gotas o burbujas
según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque el
conducto principal está formado por uno o varios conductos en
paralelo de forma que al menos una de las secciones transversales en
las zonas de inyección del fluido a dispersar que pudiera haber en
cada uno de estos conductos tiene una dimensión característica
mínima (anchura de la ranura) menor de 5 mm.
5. Dispositivo de generación de gotas o burbujas
según las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque el
tamaño de los orificios por los que se inyecta el fluido a
dispersar en el flujo del conducto principal está comprendido entre
0,01 y 3 mm.
6. Procedimiento de generación de gotas y
burbujas caracterizado por utilizar un dispositivo de
generación de gotas o burbujas según las reivindicaciones 1 a 5 de
forma que la velocidad media del líquido impulsor del movimiento en
la zona de inyección es de al menos 0,01 m/s.
7. Dispositivo de generación de gotas o burbujas
según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por su uso
como Aireador de líquidos y por el uso del procedimiento de
generación de gotas y burbujas según la reivindicación 6.
8. Dispositivo de generación de gotas o burbujas
según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por su uso
como Oxigenador de líquidos y por el uso del procedimiento de
generación de gotas y burbujas según la reivindicación 6.
9. Dispositivo de generación de gotas o burbujas
según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por su uso
para la disolución de gases en líquidos y por el uso del
procedimiento de generación de gotas y burbujas según la
reivindicación 6.
10. Dispositivo de generación de gotas o
burbujas según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por
su uso para provocar la reacción química entre gases y líquidos y
por el uso del procedimiento de generación de gotas y burbujas según
la reivindicación 6.
11. Dispositivo de generación de gotas o
burbujas según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por
su uso para provocar la reacción química entre líquidos inmiscibles
y por el uso del procedimiento de generación de gotas y burbujas
según la reivindicación 6.
12. Dispositivo de generación de gotas o
burbujas según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por
su uso para la producción de alimentos y por el uso del
procedimiento de generación de gotas y burbujas según la
reivindicación 6.
13. Dispositivo de generación de gotas o
burbujas según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado por
su uso para la producción de emulsiones y por el uso del
procedimiento de generación de gotas y burbujas según la
reivindicación 6.
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