ارزيابي روش عددي اويلري دو سيالي براي شبيه‌سازي انتقال حرارت در بستر سيال‌ها

مدل‌سازي درست پديده‌ شناوري و انتقال حرارت در بستر سيال‌هاي گاز-جامد، صرفاً به نوع مدل عددي انتخابي و الگوريتم‌هاي درگير وابسته نيست. در واقع انتخاب مدل مناسب براي هر شرايط عملكردي خاص، اجراي صحيح هر مدل، انتخاب درست پارامتر‌ها و شروط مرزي مناسب عوامل تعيين‌كننده‌ صحت نتايج حاصل در بررسي عملكرد بستر سيال‌ها است. در تحقيق حاضر، به منظور شبيه‌سازي دقيق فرآيند انتقال حرارت در بستر سيال‌ها، پارامتر‌هاي مهم و تأثيرگذار بر روند حل عددي به روش اويلري دو سيالي با به‌كارگيري تئوري انرژي جنبشي جريان دانه‌اي بررسي شد. به اين منظور، اثرات ضريب بازگرداني ذره-ذره و ذره-ديواره، ضريب انعكاس و شيوه‌ تعيين دماي دانه‌اي و ضريب هدايت گرمايي مؤثر بر روند حل عددي ارزيابي شد. اين بررسي‌ها نخست در فرآيند گرم كردن ذرات با هواي داغ ورودي در يك بستر سيال آدياباتيك و سپس در بستر سيالي با ديواره‌هاي دما ثابت و براي دو رژيم جريان پركاربرد حبابي و آشفته انجام گرفت. نتايج نشان داد كه ضريب انعكاس و هدايت گرمايي مؤثر پارامتر‌هايي تأثيرگذار در فرآيند انتقال حرارت از ديواره به بستر هستند. به گونه اي كه در اين شرايط مقدار صفر ضريب انعكاس سبب مي‌شود كه دماي هوا در رژيم حبابي حدود 7 درجه و در رژيم آشفته حدود 5 درجه بالاتر رود و مقدار واحد آن نتايج يكساني با شرط عدم لغزش به‌دست مي‌دهد. علاوه بر اين در نظر گرفتن ضرايب هدايت گرمايي ماده جامد و گاز سبب مي‌شود كه دماي هواي خروجي حدود 26 درجه بيشتر از دماي به‌دست آمده با در نظر گرفتن ضرايب هدايت گرمايي مؤثر با رويكرد استاندارد باشد. فرم مشتق جزئي و جبري معادله‌ بقاي انرژي نوساني فاز جامد در بستر سيال‌هاي متراكم جواب‌هاي يكسان به‌دست مي‌دهند، هرچند در نظر گرفتن يك دماي دانه‌اي ثابت مي‌تواند سبب بروز خطاهاي محاسباتي شود