مطالعه عددي اثر نيروهاي بين ذرات زيست توده با ابعاد بزرگ بر اختلاط پيش از احتراق

Numerical study of the effect of inter-particle forces of large biomass on mixing before combustion

شبيه‌سازي عددي گازدهي زيست‌توده در بستر شناوري با استفاده از يك رويكرد تركيبي انجام شده است، به‌نحوي‌ كه معادلات حاكم بر فاز گاز در چارچوب اويلري حل گرديده و ذرات جامد بر اساس روش ذرات درون سلولي چند فازي به روش تركيبي اويلري-لاگرانژي با رويكرد بسته تصادفي مدل‌سازي شده‌اند و تأثير عوامل عملياتي مانند سرعت ورودي گاز به بستر، نسبت دانسيته ذرات داخل بستر و اندازه ذرات داخل بستر، بر كيفيت اختلاط، مورد بررسي قرار گرفته‌اند. نتايج نشان مي‌دهند كه كيفيت اختلاط با افزايش سرعت ورودي به ميزان هشت برابر كمترين سرعت شناوري، به عدد 0/97 و براي سرعت چهار برابر كمترين سرعت شناوري، به عدد 0/85 مي‌رسد. با افزايش نسبت دانسيته ذرات زيست توده به ذرات ثابت بستر از 0/2 به 0/65، كيفيت اختلاط از عدد 0/86 به عدد 0/96 افزايش مي‌يابد. همچنين با كاهش اندازه قطر ذرات زيست توده و ذرات بستر به ترتيب از 11 ميلي متر به 8 ميلي متر و 0/9 ميلي‌متر به 0/6 ميلي‌متر، كيفيت اختلاط از عدد 0/8 به عدد 0/95 افزايش مي‌يابد.

Numerical simulation of biomass gasification in a fluidized bed has been performed using a hybrid approach, in which the governing equations of the gas phase are solved in Eulerian framework and solid particles are modeled based on Multi Phase Particle-In-Cell (MP-PIC) using mixed Eulerian-Langerian method with closed-loop stochastic approach and the effect of operating factors such as gas velocity inlet to fluidized bed, particle density ratio and and particle size in fluidized bed on mixing quality have been investigated. The results show that the mixing quality reaches 0.97 by increasing the inlet velocity to eight times faster than the minimum fluidization velocity and 0.85 for the four times faster than the minimum fluidization velocity. Also by increasing the density ratio of biomass particles to fixed bed particles from 0.2 to 0.65, the mixing quality increases from 0.86 to 0.96. Furthermore, by reducing the diameter of biomass particles and fixed bed particles from 11 mm to 8 mm and 0.9 mm to 0.6 mm, respectively, the mixing quality increases from 0.8 to 0.95.