عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر نیرو های بین ذرات در کیفیت سیالیت بستر سیال به روش المان های مجزا
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1202.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55412
- تاریخ دفاع
- ۲۰ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- محمدامین حسنی
- استاد راهنما
- رضا ضرغامی
- چکیده
- هدف از تحقیق پیش¬رو بررسی تاثیر نیروهای الکترواستاتیک در هیدرودینامیک بسترهای سیال می-باشد. برای دستیابی به این منظور از مدل تلفیقی دینامیک سیالات محاسباتی و روش المان مجزا استفاده شد. در این مدل فاز گاز به عنوان سیال پیوسته و فاز جامد به عنوان ذرات مجزا در نظر گرفته می¬شود. این دو فاز از نیروی برهم¬کنش بین فازی و کسر فضای خالی با هم مرتبط می¬شوند. مقایسه¬ی نتایج حاصل از شبیه¬سازی با نتایج تجربی و روابط ارائه شده نشان می¬دهد که مدل سه بعدی به کار گرفته شده توانایی پیش¬بینی رفتار حباب¬ها در بسترهای سیال را به خوبی دارا می¬باشد، و انطباق بالایی با روابط وردر و کای دارد. استفاده از این روش امکان مقایسه¬ی اندازه¬ی حباب¬ها، الگوی اختلاط و میزان تخلخل بستر در حالت بستر با ذرات بدون بار و باردار را فراهم می¬آورد. بررسی¬ها در حالات مختلف سیالیت بستر نشان داد که با افزایش بارهای هم¬علامت اندازه¬ی حباب¬ها نسبت به حالت بدون بار کاهش می¬یابد، و با افزایش درصد بارهای غیر هم¬علامت که موجب کاهش نیروی دافعه و افزایش خوشه¬ها شده، اندازه¬ی حباب افزایش یافته و به حالت بدون بار نزدیک می¬شود. بررسی الگوی اختلاط در بسترهای با ذرات بدون بار و باردار نیز مشخص کرد که ضریب پخش با اندازه¬ی حباب¬ها رابطه¬ی مستقیم دارد. همچنین توزیع احتمال تخلخل بستر تقسیم بستر به دو فاز حباب و امولسیون را به خوبی نشان داده و نتایج بخش¬های قبلی تاثیر بار ذرات روی اندازه¬ی حباب¬ها را تایید می¬کند.
- Abstract
- In this study, the effect of electrostatic charge on the hydrodynamics of gas-solid fluidized bed is investigated. A model which is the combination of computational fluid dynamics and discrete element method (CFD-DEM) was used. The gas phase was assumed as continuous phase and the solid phase as discrete elements. These two phases were coupled together with inter-phase momentum transfer and void fraction of gas. This model was validated by experimental data which had been obtained by Bokkers et al, and four different correlations for bubble size. results showed that the 3D Cartesian model can acceptably predict the hydrodynamics of bubbles in a monodisperse fluidized bed, including bubble size, the extent of mixing and probability distribution of porosity in fluidized bed with and without charged particles. According to the results, increasing of mono-charged particles caused decrease of bubble size in compared to uncharged bed, and the shrunk bubbles recovered in bed with bi-polar charged particles. Particles poured as individuals from the bubble roof in the uncharged bed, while they pour as clusters in the bi-polar bed. Mixing pattern in bed indicated that the dispesion coefficient has direct relation with the bubble size. Also, the probability distribution of porosity emphasized the previous works about the effect of electrostatic forces on the hydrodynamics of gas-solid fluidized bed.
