مدل سازی cfd ذرات کوچک شونده درون راکتور بستر سیال مخروطی

در بستر سیال مخروطی، قطر ظرف از پایین به بالا افزایش یافته و بنابراین، رفتاری متمایز با سایر بسترهای سیال، ایجاد می شود. در این کار، از دینامیک سیالات محاسباتی به عنوان ابزاری برای مدل سازی هیدرودینامیک دو بعدی راکتور بستر سیال مخروطی گاز-جامد استفاده شد. نتایج ناشی از شبیه سازی به کمک نرم افزار شبیه ساز cfd، بسته فلوئنت 26. 3. 6 با داده های تجربی بستر سیالی که حاوی مهره های شیشه ای (کروی) با قطر 2 میلی متر و دولومیت (غیر کروی) با قطر 2/215 میلی متر بوده، مقایسه شد. جریان گاز- جامد با استفاده از مدل اولری- اولری و خواص ذرات جامد نیز با به کارگیری تئوری سینتیکی جریان دانه ای شبیه سازی شد. برای محاسبه ی ضرایب تبادل مومنتوم گاز-جامد نیز از مدل دراگ گیداسپو استفاده شد. انبساط بستر و افت فشار بر حسب سرعت ظاهری گاز و اثر شکل و تغییر قطر ذرات بر این پارامترها مورد بررسی قرارگرفت. نتایج مدل، تطابق خوبی با نتایج تجربی نشان داد. میزان خطا برای افت فشار و انبساط بستر ذرات شیشه ای به ترتیب 3 و 16 درصد و برای ذرات دولومیت 7 و 13 درصد است. در این کار، از مدل ذرات کوچک شونده استفاده شد بدین صورت که شبیه سازی برای ذرات یکسان کروی با قطر مشخص انجام شد و سپس با تغییر قطر ذرات، شبیه سازی تکرار شده و اثر کوچک شدن ذرات بر روی انبساط بستر و افت فشار بررسی شد. مدل سازی برای پنج قطر مختلف ذرات کروی با قطرهای 5، 3، 2، 1 و 0/5 میلی متر انجام شد. نتایج نشان دادند که با کاهش قطر ذرات، انبساط بستر افزایش می یابد. با کاهش اندازه ذرات، سرعت مازاد گاز افزایش یافته و به این دلیل انبساط بستر نیز افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که با کاهش قطر ذرات، افت فشار بستر افزایش می یابد.