تحلیل عددی و مطالعه عوامل مؤثر بر رفتار هیدرودینامیک بسترسیال حبابی گاز-جامد با رفتار دانه‌ای ذرات

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

2 دانشیار ، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

doi
چکیده

در سال‌های اخیر رآکتورهای بسترسیال به دلیل خصوصیاتی چون توزیع دمای یکنواخت، اختلاط مناسب فازها و نرخ انتقال حرارت بالا بسیار موردتوجه قرارگرفته‌اند. نرخ انتقال حرارت بالا در بسترسیال به عوامل هیدرودینامیکی بستر وابسته است. ازاین‌رو در این پژوهش، اثرات تغییر اندازه قطر ذرات، تغییر سرعت هوای ورودی و تغییر مدل پسا بر روی عملکرد ذرات گروه گلدارت B در بسترسیال حبابی به‌وسیله مطالعه توزیع متوسط زمانی سرعت محوری ذرات و توزیع متوسط زمانی کسر حجمی ذرات در بسترسیال بررسی‌شده است. در این تحقیق، از رویکرد جریان دوفازی اویلرین و تئوری انرژی جنبشی دانه‌ای استفاده‌شده است. ذرات با قطرهای (600 ،570 ،530 ،500 ) در نظر گرفته‌شده است. درنتیجه این مطالعه، با افزایش اندازه قطر ذرات جامد از 500 تا 600 متوسط سرعت ذرات جامد در حوالی هسته بستر حدود 45 درصد کاهش می‌یابد. با افزایش اندازه قطر ذرات از  500 تا  600، 14 درصد تجمع ذرات جامد در کف بستر افزایش می‌یابد. با افزایش اندازه قطر ذرات، دمای دانه‌ای نیز به‌طور تقریبی افزایش می‌یابد. همچنین سه مدل مختلف پسا موردمطالعه قرارگرفته است. مدل پسا شملال-اُبراین کمترین سرعت رو به پایین (سرعت منفی) در نزدیکی دیوارها و کمترین سرعت رو به بالا (سرعت مثبت) را در حوالی هسته بستر نسبت به سایر مدل‌های پسا پیش‌بینی می‌کند. همچنین مدل پسا شملال-اُبراین بیشترین متوسط کسر حجمی ذرات جامد را نسبت به سایر مدل‌های پسا پیش‌بینی می‌کند. در ادامه، اثر تغییر سرعت هوای ورودی بررسی گردید. درنتیجه این مطالعه، با افزایش سرعت از 550/0 به  587/0، متوسط سرعت ذرات در حوالی هسته بستر حدود 40 درصد افزایش می‌یابد.