تعیین مشخصه های هیدرودینامیکی بسترهای سیال سه فازی به کمک پایش نوسان های ارتعاش

پایش نوسان های ارتعاش بستر سیال سه فازی گاز ـ مایع ـ جامد، به عنوان روشی نوین در تعیین مشخصه های هیدرودینامیکی این گونه سامانه ها مورد ارزیابی و آزمایش قرار گرفت. بستر سیال سه فازی مورد مطالعه، حاوی هوا، آب و شن به عنوان سه فاز عملیاتی بود که آب به صورت فاز پیوسته و هوا و ذرات شن به صورت فاز های گسسته اول و دوم در نظر گرفته شد. این نوع از بسترهای سیال که آب و هوا به صورت همسو و رو به بالا جریان داشته و فاز جامد از ابتدا درون بستر حضور دارد، به عنوان متداول ترین حالت عملیاتی بسترهای سیال سه فازی در صنعت شناخته می شوند. به منظور مطالعه هیدرودینامیک چنین سامانه پیچیده ای، استفاده از ابزارها و روش هایی قابل اعتماد و تا حد امکان بدون مزاحمت برای پدیده های درون بستر، حیاتی می­ باشد. تحلیل سری زمانی به دست آمده از ثبت نوسان های ارتعاش  بستر در ارتفاع 5 /13 سانتی متری از توزیع کننده گاز ـ مایع، به منظور دستیابی به مشخصه های هیدرودینامیکی بستر سیال سه فازی ،در حوزه زمان (روش های آماری)، به عنوان روش های تحلیل متداول، و همچنین به کمک میانگین فرکانس دوره نوسان ها، به عنوان روشی نوین در تحلیل این گونه سامانه ها انجام شد. نتیجه گرفته شد که انحراف معیار نوسان های ارتعاش پوسته معیار خوبی برای تعیین تغییر رژیم کلی بستر بوده و تغییر شیب برجستگی نوسان های ارتعاش، در نزدیکی شرایط کمترین سیالیت اتفاق می افتد. همچنین سرعت کمترین سیالیت با دقت دلخواهی، به کمک میانگین نوسان های دوره سیگنال ارتعاش بستر، تخمین زده شد. شرایط عملیاتی متناسب با تغییر الگوی بستر که به کمک پایش نوسان های ارتعاش به دست آمد، با یافته ­های تجربی تطابق خوبی داشته و نتیجه های کمترین سیالیت با جامع ترین رابطه موجود در منابع مطالعاتی هم خوانی بسیار خوبی داشت. سرانجام، پایش نوسان های ارتعاش بستر، به عنوان یک روش به طور کامل غیر تداخلی و نوین که آسیبی به هیدرودینامیک درون بستر نمی رساند، به عنوان روشی مؤثر در تعیین مشخصه های مهم هیدرودینامیکی بسترهای سیال سه فازی، معرفی می شود. نتیجه های این پژوهش به ویژه در راکتورهای صنعتی که در شرایط عملیاتی شدید از دما و/ یا فشار کار کرده و امکان دسترسی به درون آن ها نمی باشد، به آسانی قابل استفاده است.