تحلیل عددی و مطالعه عوامل موثر بر رفتار هیدرودینامیک بستر سیال حبابی گاز-جامد با رفتار دانه ای ذرات

در سال های اخیر راکتورهای بستر سیال به دلیل خصوصیاتی چون توزیع دمای یکنواخت، اختلاط مناسب فازها و نرخ انتقال حرارت بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. نرخ انتقال حرارت بالا در بستر سیال به عوامل هیدرودینامیکی بستر وابسته می باشد. از این رو در این پژوهش، اثرات تغییر اندازه قطر ذرات، تغییر سرعت هوای ورودی و تغییر مدل پسا بر روی عملکرد ذرات گروه گلدارت B در بستر سیال حبابی به وسیله مطالعه توزیع متوسط زمانی سرعت محوری ذرات و توزیع متوسط زمانی کسر حجمی ذرات در بستر سیال بررسی شده است. بنابراین در این پژوهش، از رویکرد جریان دو فازی اویلرین و تیوری انرژی جنبشی دانه ای بر روی بستر سیال استفاده شده است. ذرات با قطرهای (500،530،570،600 میکرومتر) در نظر گرفته شده است. در نتیجه این مطالعه، با افزایش اندازه قطر ذرات جامد از 500 به 600 میکرومتر متوسط سرعت ذرات جامد در حوالی هسته بستر حدود 45 درصد کاهش می یابد. با افزایش اندازه قطر ذرات از 500 تا 600 میکرومتر 14 درصد تجمع ذرات جامد در کف بستر افزایش می یابد. مدل پسا شملال-ابراین 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 مدل های پسا پیش بینی می کند. همچنین مدل پسا شملال-ابراین بیشترین متوسط کسر حجمی ذرات جامد را نسبت به سایر مدل های پسا پیش بینی می کند. با افزایش سرعت از 550/0 متر بر ثانیه به 587/0 متر بر ثانیه، متوسط سرعت ذرات در حوالی هسته بستر حدود 40 درصد افزایش می یابد.