14772

14772

بررسي اثر الگوي تزريق حباب بر هيدروديناميك حباب در بستر سيال حبابي گاز - جامد

كارشناسي ارشد

طراحي فرآيندها

آبان ماه 1394

آبان ماه 1394

دكتر احد قائمي - دكتر سلمان موحدي راد

شيمي

چكيده بستر سيال گاز-جامد يكي از مهم‌ترين انواع تجهيزات صنعتي است كه به‌طور خاص، رآكتورهايي از اين نوع، به دليل قابليت انتقال جرم و حرارت بالا، جايگاه ويژه‌اي در صنايع فرآيندي دارند. يكي از اهداف مطالعه بستر‌هاي سيال، پيدا كردن روش‌هايي برايبهبود هيدروديناميك بستربه‌وسيله كاهش اندازه حباب‌هااست. لذا هدف نهايي اين تحقيق، بهبود هيدروديناميك بستر به‌وسيله اعمال الگوهاي تزريق مناسب گاز بر روي توزيع‌كننده‌ي گاز مي‌باشد.بر همين اساس وبه‌منظوربررسي اثر الگوهاي تزريق حباب بر هيدروديناميك بسترهاي سيال گاز-جامد شامل ذرات گلدارتB،مدل حباب گسسته(DBM) براي بسترهاي شبه دوبعدي و سه‌بعدي توسعه داده و به كمك داده‌هاي آزمايشگاهيگزارش‌شده در منابع علمي اعتبارسنجي شد. سپسبه‌وسيله تابع رياضي توزيع تصادفي بتا، سه الگوي توزيع خطي(LRIP)، متمايل به گوشه(CoOIP) و متمايل به مركز(CeOIP) بر اساس ايده‌ي تفاوت در چگالي توزيع حباب در سطح توزيع‌كننده،بر روي بستر اعمال شدند و هيدروديناميك بسترشامل قطر ميانگين، توزيع اندازه حباب و الگوي جريان فاز امولسيون مورد بررسي قرار گرفت. نتايجبه‌دست‌آمدهحاكي از عملكرد بهينه‌ي الگويCeOIP نسبت به دو الگوي ديگر مي‌باشد. كمترين قطر ميانگينو بيشترين مقدار درصد توزيع اندازه‌ي حباب براي قطرهاي كوچك، هر دو در نواحي بالايي بستر، نشان از حضور حباب‌هاي ريز و حداقل سازي پديده‌ي ادغام درون بستر براي الگوي تزريق مورد نظر مي‌باشد. تعداد حباب هاي كوچكي كه در الگوي تزريق متمايل به مركز بستر، در بالاي بستر حضور دارند، نسبت به الگوهاي رايج تزريق خطي، حدود 50% در بستر شبه دوبعدي و بيش از 25% در بستر سه بعدي افزايش پيدا كرده اند. همچنين سرعت فاز امولسيون در راستاي ارتفاع بستر افزايش 20 درصدي را براي اين الگو نسبت به الگوي خطي نشان مي دهد. اين نتايج از اين لحاظ قابل‌توجه هستند كه، بر خلاف روش هاي رايج كاهش قطر حباب، بدون نياز به صرف انرژي مازاد، افزايش افت فشار و يا استفاده از تجهيزات داخلي پر استهلاك، تنها با ارتقاء توزيع‌كننده مي‌توان عملكرد بستر را بهبود بخشيد. واژه‌هاي كليدي: بستر سيال-گاز جامد، پديده‌ي ادغام، الگوي تزريق حباب، توزيع اندازه حباب، مدل حباب گسسته