Numerical study of heat transfer in fluidized bed dryers by volume of fluid method

هدف از انجام اين تحقيق مدلسازي عددي تغييرات دمايي رژيم جريان دوفازي در خشك كن هاي بستر سيال شامل ذراتي متعلق به گروه D طبقه بندي گلدارت مي باشد. در اين مدلسازي كه به صورت سه بعدي، غير دايم و دوفازي صورت گرفته است از انتقال جرم بين فازها صرفنظر شده است. براي اينكه بتوان صحت مدلسازي را مورد ارزيابي قرار داد دومين محاسباتي به گونه اي تعريف شده كه بتوان نتايج حاصل از اين پژوهش را با نتايج تجربي خورشيدي و همكاران مقايسه كرد. ابتدا معادلات حاكم با توجه به فيزيك جريان انتخاب شدند. سپس با انتخاب شبكه مناسب، معادلات فيزيكي با روش حجم سيال كه يك روش مناسب براي تحليل جريانهاي چند فازي است حل شده اند و در نهايت تغييرات دمايي فاز جامد و گاز خروجي از بستر، كنتورهاي دما و فشار و كسر حجمي محاسبه گرديد. مقايسه ميان داده هاي تجربي و نتايج حاصل از اين مدلسازي در خصوص تغييرات دمايي درون بستر سيال نشان مي دهد انطباق بسيار خوبي بين داده هاي تجربي و شبيه سازي عددي وجود دارد. همچنين دقت در كنتورهاي توزيع دما نشان مي دهد فرضيه اختلاط كامل كه در مدل سه فازي توسط تعدادي از پژوهشگران مطرح شده فرض صحيحي بوده و با نتايج اين تحقيق نيز سازگار مي باشد.

The purpose of this study is numerical modeling of temperature variation of phases in a two phase regime in fluidized bed dryers including particles belonging to Group D of geldart classification. The mass transfer between phases is not taken into consideration in this modeling which has been assumed in three-dimensional, unsteady, and two-phase regime.To verify the modeling we consider the domain so that we will be able to compare the results with the experimental study has done by khorshidi et al [1]. At first we choose the governing equations according to problem physics and solving method. Then by designing an appropriate grid, we solved the governing equation by the volume of fluid (VOF) method, a suitable method to solve multi-phase problems; finally we obtained thermal variations of gas and solid phase, the contours of temperature, pressure, and volume fraction.The comparison of numerical and experimental study results revealed that there was an appropriate adaptation between them. Also, the temperature contours proved that perfect mixing hypothesis that has been introduced by some researchers is a true one and has adaptation with this research results.