عنوان پایان‌نامه
تعین توزیع اندازه خوشه های سیالی در بستر سیال گاز -جامد
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1083.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51217
- تاریخ دفاع
- ۱۲ بهمن ۱۳۹۰
- دانشجو
- علی کیانی
- استاد راهنما
- رحمت ستوده قره باغ
- چکیده
- برای پیش بینی رفتار بسترهای سیال، شناخت هیدرودینامیک آن ها از اهمیت بالایی برخوردار است. از طرفی تمایل ذرات برای کاهش نیروی دراگ، باعث تشکیل توده ای از ذرات کنار هم که خوشه نام دارند می گردد. تشکیل و شکسته شدن این خوشه ها تاثیر به سزایی در عملکرد هیدرودینامیکی بستر سیال دارد. همچنین با توجه به تغییرات شدید پارامترهای مختلف از قبیل کسر حجمی ذرات و نوسانات فشار و تاثیر آن¬ها بر عملیات انتقال جرم و گرما در ناحیه شتاب گیری بستر سیال نسبت به ناحیه کاملا توسعه یافته، این ناحیه از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش توزیع اندازه خوشه¬ها در این ناحیه مورد بررسی و اندازه¬گیری قرار گرفت. در تشخیص ناحیه شتاب گیری از اندازه¬گیری نوسانات فشار در ستون استفاده گردید، به این صورت که نواحی که گرادیان فشار با افزایش ارتفاع به شدت کاهش می¬یابد ناحیه مورد نظر می¬باشد. آزمایش ها در یک ستون شیشه ای با قطر 5 سانتی متر و ارتفاع 1 متر انجام شد. همچنین برای اندازه¬گیری و بررسی خوشه¬ها از پروب فیبر نوری که متشکل از 7 فیبر است استفاده گردید. در آزمایش ها، شن با اندازه های مختلف 150 و 300 میکرون استفاده شد. در همه آزمایش ها دبی ذرات جامد برگشتی ثابت در نظر گرفته شد. با استفاده از پروب فیبر نوری، توزیع اندازه و سرعت خوشه های ذرات در ناحیه شتاب گیری بستر سیال گردشی به دست آمد. نتایج نشان دادند که خوشه ها در نزدیکی دیواره ستون نسبت به مرکز آن کوچکتر هستند. همچنین با افزایش سرعت گاز ورودی، قطر خوشه ذرات افزایش می¬یابد. در مقـابل در سرعت ثابت، در فواصـل دورتر از توزیع کننده، قطر خوشـه¬ها اندکی کاهش می یابد. همچنین مشاهده گردید که سرعت خوشه ها در امتداد ناحیه افزایش سرعت زیاد می گردد. از نظر تعداد خوشه¬ها، با حرکت از دیواره ستون به مرکز آن، تعداد خوشه¬های پایین¬رونده نسبت به خوشه¬های بالارونده کمتر می¬شود که تائید کننده نظریه هسته-پوسته می¬باشد.
- Abstract
- Formation of clusters has a significant impact on the hydrodynamics of a circulating fluidized bed (CFB). In this study, a series of experiments were conducted to determine the acceleration zone of a 0.05 m diameter circulating fluidized bed at various superficial gas velocities. Size distribution and velocity distribution of clusters were determined along this zone by a fiber optic probe and discrete wavelet analysis. Cluster size distribution was determined at various axial and radial positions. The experimental results showed that cluster size distributions become wider at lower axial positions with indicate an increase in the size of clusters. The size of the clusters decreases in the vicinity of the wall due to collision between rising and descending clusters. Investigating the clusters size at three different superficial velocities shows that the clusters size distribution depends considerably on the superficial gas velocity. By increasing the superficial gas velocity, the tendency of particles to move together becomes higher. The result of this study can provide an initial insight into identifying the clusters in the acceleration zone of the circulating fluidized bed.
