مطالعه تجربي و عددي رفتار هيدروديناميكي در يك بستر غلياني

بسترهاي غلياني تجهيزي در مهندسي است كه در فعل و انفعالات شيميايي يا فيزيكي به وسيله نفوذ جت سيال (مايع يا گاز) در بستري از ذرات جامد انجام مي شود. كمينه سرعت غلياني، بيشينه ارتفاع غلياني، قطر ناحيه غليان، ناحيه فوراه، تخلخل بستر و افت فشار در طراحي بسترهاي غلياني اهميت دارند كه براي محاسبه اين كميت ها روش ها و روابط تجربي متنوعي ارائه شده است. از طرفي ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) كه يكي از مهم ترين ابزارهاي موجود براي تحليل جريان در اين بسترها و پيش بيني مقادير عوامل نامبرده است. در پژوهش حاضر هيدروديناميك يك بستر غلياني با روش هاي تجربي و همچنين شبيه سازي با ديناميك سيالات محاسباتي مورد بررسي قرار گرفت. ميزان صحت روابط تجربي و متغيرهاي استفاده شده براي شبيه سازي با مقايسه نتايج تجربي و نتايج حاصل از روابط تجربه و شبيه سازي تعيين گرديد. سامانه با به كارگيري روش اولرين-اولرين مدل دوفازي (TFM) و مدل آشفته K-ɛ شبيه سازي شد. مدل پساي اجرا شده Huilin-Gidaspow منجر به بهترين توافق با داده هاي تجربي از نظر الگوي جريان، بيشينه ارتفاع غليان و كمينه سرعت غلياني در مقايسه با ساير مدل هاي پسا شد. معادله ماتور-گيشلر با ميانگين خطاي 37 درصد بهترين تناسب را با داده هاي آزمايشگاهي در تعيين كمينه سرعت غلياني داشت. براي دامنه قطر ذرات 7/2 ميلي متر تا 1/4 ميلي متر رابطه ليتمن در مقايسه با ساير روابط به طور قابل توجهي با داده هاي آزمايشگاهي در تعيين بيشينه ارتفاع غلياني مطابقت داشت.