10048

شبيه سازي عددي بستر سيال شده براي بررسي پارامتر هاي موثر

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1404

دكتر حجت قاسمي

1404/08/14

مهندسي مكانيك

Numerical simulation of a fluidized bed to investigate the influencing parameters

بسترهاي سيال‌شده به‌دليل ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد در افزايش نرخ انتقال حرارت و جرم، در بسياري از فرآيندهاي صنعتي از جمله صنايع شيميايي، نفت، گاز و پتروشيمي كاربرد گسترده‌اي دارند. در اين پژوهش، تمركز اصلي بر بررسي و تعيين حداقل سرعت سياليت و افت فشار در شرايط مختلف عملياتي بوده است كه اين هدف از طريق شبيه‌سازي عددي بستر سيال‌شده تحقق يافته است. شبيه‌سازي‌ها با رويكرد ديناميك سيالات محاسباتي و به كمك روش عددي حجم محدود در نرم‌افزار تجاري Fluent انجام شده است. براي اعتبارسنجي نتايج شبيه‌سازي، مقايسه‌اي با داده‌هاي تجربي معتبر صورت گرفته كه نشان‌دهنده‌ي دقت مطلوب مدل عددي مي‌باشد. در اين مطالعه، گاز به‌عنوان سيال و ذرات شن سيليكا به‌عنوان فاز جامد در نظر گرفته شده‌اند. قطر داخلي بستر تجربي برابر با 14 سانتي‌متر بوده و ذرات در شش اندازه‌ي مختلف با قطرهاي بين 200 تا 700 ميكرومتر بررسي شده‌اند. نتايج نشان داد كه با افزايش قطر ذرات، مقدار حداقل سرعت سياليت از حدود 5/2 سانتي‌متر بر ثانيه تا 30 سانتي‌متر بر ثانيه افزايش مي‌يابد. همچنين بررسي تأثير ارتفاع اوليه بستر بيانگر آن است كه افزايش ارتفاع بستر موجب افزايش افت فشار در طول بستر مي‌شود، اما تأثير قابل‌توجهي بر حداقل سرعت سياليت ندارد. درك بهتر رفتار هيدروديناميكي بسترهاي سيال‌شده مي‌تواند در طراحي و بهينه‌سازي راكتورهاي صنعتي و كاهش هزينه‌هاي بهره‌برداري نقش مؤثري ايفا كند.