شبيه سازي ناپاياي بستر شارانيده شده حبابي حاوي ذرات نوع B با استفاده از CFD

Unsteady State Simulation of Bubbling Fluidized Bed by CFD

بسترهاي شارانيده شده گاز– جامد، در صنعت بسيار مورد توجه مي‏باشند. هيدروديناميك اين سيستم‏ها به دليل پيچيدگي بالاي آن‏ها نياز به تحقيقات گسترده‏اي دارد. در مطالعه حاضر، هيدروديناميك بستر شارانيده شده گاز-‏جامد حاوي ذرات كروي با قطر ميانگين µm 275/0 با استفاده از CFD به صورت دو بعدي آن هم در حالت ناپايا مورد بررسي قرار گرفته است. مدل دو سيالي با استفاده از نظريه جنبشي جريان دانه‏اي براي بيان بهتر ريولوژي فاز جامد در دامنه سرعت‏ ظاهري m/s 1/0 تا m/s 4/0در گاز مورد استفاده قرار گرفته است. با ساده‏سازي معادله انتقال دماي دانه‏اي به صورت يك معادله جبري، حجم محاسبات به ميزان چشم‏گيري كاهش يافته است. نتايج حاصل از شبيه‏سازي به كمك نرم افزار شبيه‏ساز CFD، بصورت كيفي و كمي با نتايج تجربي مقايسه گرديده و هم‏خواني خوبي يافت شده است. پروفيل‏هاي پيش‏بيني شده سرعت و جزي حجمي ذرات درون بستر در درك بهتر پديده‏هاي انتقال و برخي پديده‏هاي فيزيكي هم‌چون سايش ذرات در اين سيستم‏ها كمك مي‏كنند.

Gas-solid fluidized bed reactors have many industrial applications. Hydrodynamics of these systems requires more investigation due to their complexity of behaviors. In this study, the 2D hydrodynamics of fluidized bed containing 275 Mm spherical glass beads was investigated by using CFD analysis. The simulation of fluidized bed, carried out using the two-fluid model combined with kinetic theory of granular flow for description of rheology of solid phase as a pseudo fluid. Whilst the superficial gas velocity were set on the range of 0.1-0.46 m/s. For the system of dense gas-solid fluidized bed, an algebraic granular energy-balance equation is proposed for determining the granular temperature instead of solving the full granular energy balance equation. This simplification does not lead to different results, but significantly reduces the computational effort of the simulation. The CFD simulation results were qualitatively and quantitatively compared with the literature. These comparisons show the good agreement between them. Particles velocity and volume fraction profiles predicted by CFD code were studied to increase insight of the transport phenomena and some physical phenomena such as particles erosion in these systems.