22809

شبيه‌سازي هيدروديناميك جريان به روش CFD-DEM براي يك نمونه بستر سيال دو ناحيه‌اي گاز-جامد

كارشناسي ارشد

طراحي فرايند

98-99

1399/7/9

دكتر سلمان موحدي راد

مهندسي شيمي، نفت و گاز

در اين پايان‌نامه هيدروديناميك بسترهاي سيال دو ناحيه‌اي با استفاده از انجام آزمايش و شبيه‌سازي مورد مطالعه قرار گرفت. در بخش آزمايشگاهي، يك بستر سيال دو ناحيه‌اي با ابعاد كوچك تعبيه و ساخته شد. از روش پردازش تصوير DIA و PIV براي آماده سازي فيلم‌ها، تصاوير و تحليل آن استفاده شد. جهت انجام آزمايشات طي اين پژوهش از ذرات EPS با چگالي 1095 كيلوگرم بر متر مكعب و اندازه متوسط 1 ميلي‌متر استفاده شده است. همچنين براي شبيه‌سازي بستر سيال دو ناحيه‌اي با روش ديناميك سيالات محاسباتي-ذره گسسته (CFD-DEM) از نرم افزار متن باز MFIX (Multi Phase with Interphase Exchange) استفاده شد. نتايج حاصل از اين پژوهش اثبات كرد كه سرعت گاز از ناحيه پايين نقش بسزايي در هيدروديناميك بستر سيال دو ناحيه‌اي دارد و همچنين از سرعتm/s 0.95 به بعد ذراتي كه بين دو ناحيه جابجا نمي‌شوند حداقل ميزان خود بوده. درمورد نقش عمق شبيه‌سازي در بستر نيز مي‌توان به اين مورد پي برد كه هرچقدر عمق بستر در شبيه‌سازي به عمق بستر در حالت واقعي نزديك‌تر باشد، نتايج حاصل از شبيه‌سازي سازگاري بيشتري با نتايج آزمايشگاهي دارد و تا حدي كه بيشتر از عمق 7 ذره اختلاف كمتري با نتايج آزمايشگاهي خواهد داشت. جهت استفاده از نتايج در مرحله پس پردازش از نرم افزار ParaView نسخه 5.6 و نرم افزار MFIX نسخه 19.2.2 استفاده شده است.

1399/09/05

Hydrodynamic simulation of flow by CFD-DEM method for a gas-solid two-zone fluidized bed sample

9/30/2020 12:00:00 AM

In this dissertation, the hydrodynamics of the fluidized beds of the two areas used were studied using experiments and simulations. In the laboratory section, a fluidized bed of two permitted areas with small dimensions has been interpreted and constructed. DIA and PIV image processing methods were used to prepare videos, images, and analyze it. EPS particles with a density of 1095 kg / m3 and an average size of 1 mm were used for experiments during this study. Also, MFIX (Multi-Phase with Interphase Exchange) open-source software was used to simulate a two-zone fluid bed by computational fluid-discrete particle (CFD-DEM) method. The results of this study proved that the gas velocity from the lower region has a significant role in the hydrodynamics of the fluidized bed of the two zones and also from the velocity of 0.95 m / s onwards, the particles that do not move between the two zones are at their minimum. Regarding the role of the simulation depth in the bed, it can be seen that the closer the bed depth in the simulation is to the actual bed depth, the more consistent the simulation results are with the laboratory results and to the extent that more than 7 particles are less different laboratory results will have. To use the results in the post-processing stage, ParaView software version 5.6 and MFIX software version 19.2.2 have been used.