ارزیابی عملکرد یک رآکتور بستر سیال با بررسی هیدرودینامیک و خصوصیات گرمایی ذرات جامد مختلف

رآکتورهای بستر سیال به دلیل خصوصیاتی چون توزیع دمای یکنواخت، اختلاط مناسب فازها و نرخ انتقال حرارت بالا در سال های اخیر بسیار کاربرد یافته اند. نرخ انتقال حرارت بالا در بستر سیال ها به فرآیندهای هیدرودینامیکی بستر وابسته است. از این رو، در این تحقیق پارامترهای مهم هیدرودینامیکی از جمله حداقل سرعت شناوری، افت فشار، ارتفاع بستر و وضعیت بستر از نظر تشکیل حباب و رژیم جریان به صورت آزمایشگاهی و عددی با مدل اویلری دو سیالی و به کارگیری تیوری انرژی جنبشی جریان دانه ای با دو مدل درگ مختلف گیداسپا و سایملال-اوبراین بررسی گردید. نتایج نشان داد که مدلسازی عددی با مدل درگ گیداسپا نسبت به مدل سایملال-اوبراین تطابق بهتری با نتایج تجربی نشان می دهد. به گونه ای که حداقل سرعت شناوری با خطای تقریبی 8/13 درصد و ارتفاع بستر با متوسط خطای 9 درصد نسبت به کار آزمایشگاهی قابل پیش بینی است. همچنین به منظور بررسی اثرات چگالی و ضریب پخشندگی گرمایی ذرات جامد بر توزیع دمای بستر سیال های حبابی، نخست ذرات با چگالی یکسان و ضرایب پخشندگی گرمایی متفاوت و سپس ذرات جامد با پخشندگی گرمایی برابر و چگالی های متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. در نهایت برای اثبات مزیت استفاده از رآکتورهای بستر سیال برای دریافت هوای گرم مورد نیاز در واحدهای صنعتی، توزیع دما در یک رآکتور بستر سیال حبابی با دمای هوا در یک کانال ساده ی دما ثابت در شرایط یکسان مقایسه شد. نتایج نشان داد که دمای هوای خروجی از یک رآکتور بستر سیال حبابی تقریبا 28 درجه بیشتر از دمای هوای خروجی از کانال ساده ی مشابه است.