مطالعه تجربی مشخصه های هیدرودینامیکی راکتور بستر سیال مخروطی مقعر دو بعدی

راکتور بستر سیال یکی از مهم ترین فناوری¬ها برای عملیات ناهمگن گاز- جامد در صنایع شیمیایی و پتروشیمی (فرآیندهای کاتالیستی و غیرکاتالیستی) است. در کار حاضر، تأثیر تقعر بدنه بر روی هیدرودینامیک بستر مخروطی موردمطالعه قرار گرفته است. بسترهای مخروطی دوبعدی با زاویه مخروطی 37/5، 47/7، 31/11و بستر مخروطی با زاویه مخروطی 31/11 و شاخص تقعر 1/15 با سطح مقطع پایینی یکسان، به منظور بررسی و مقایسه مشخصات هیدرودینامیکی بسترها ساخته شد. بسترهای مخروطی برخلاف بسترهای متعارف دارای گرادیان سرعت در جهت محوری می¬باشند. بسترهای مخروطی جایگزین خوبی برای بسترهای متعارف استوانه ای به منظور حل مشکل لخته¬ای شدن، مخلوط شوندگی کم و سیالیت با محدوده وسیع ذرات هستند. از طرفی، محدودیت انتقال جرم و اندازه حباب و فضاهای مرده از معایب این بستر شناخته می شود. آزمایش¬ها در شرایط محیطی (303 کلوین)، فشار اتمسفر و در سه ارتفاع 3، 5 و 7 سانتی¬متر با 6 بار تکرار انجام شد. از هوا به عنوان گاز سیال¬کننده استفاده شد. حداقل سرعت سیال سازی با استفاده از روش اختلاف فشار، و قطر معادل حباب با استفاده از روش عکس برداری و با معادل قرار دادن سطح مشاهده شده حباب با سطح دایره به دست آمد. نتایج به دست آمده کاهش 48 درصدی سرعت سیال سازی در شرایط یکسان (ارتفاع ساکن بستر و قطر متوسط ذرات) و کاهش 57 درصدی قطر معادل حباب در عدد بی¬بعد یکسان سرعت را برای بستر مخروطی مقعر نسبت به مخروطی متعارف را نشان داد.