Numerical analysis of fluid flow and particle entrainment in a novel tapered rotating fluidized bed

دسته بندی: شیمیایی
ویرایش:  
نویسندگان: Nakamura H.,  Deguchi N.,  Takeuchi H.,  Watano S.  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 9 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 2 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 43,000

مقاله. منتشر شده در علوم مهندسی شیمی. — 2014. — 116 — P. 725-733 یک بستر سیال دوار یک تکنیک سیال سازی امیدوارکننده برای مدیریت ذرات ریز است که در گروه Geldart طبقه بندی می شود. سی. با این حال، حباب ذرات قابل توجه یک مانع بزرگ برای استفاده عملی آن بوده است. ما در اینجا یک بستر سیال دوار مخروطی جدید برای کاهش جذب ذرات پیشنهاد کردیم. مخروط بستر سیال بستر سیال دوار مخروطی شکل هندسی یک استوانه با دو انتهای فروستوم دارد. هدف اصلی این مقاله ارزیابی عملکرد بستر سیال دوار مخروطی در کاهش حباب ذرات است. یک شبیه‌سازی رایانه‌ای با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و مدل فاز گسسته برای تجزیه و تحلیل عددی نحوه تغییر جریان سیال و حرکت ذرات پرتاب‌شده به تخته آزاد با تغییر هندسه کشتی انجام شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که با تغییر هندسه کشتی به هندسه مخروطی، سرعت سیال در جهت شعاعی به سمت خروجی به طور قابل توجهی کاهش می یابد، در حالی که سرعت سیال در جهت مماسی افزایش می یابد. نتایج شبیه‌سازی همچنین نشان داد که حداکثر اندازه ذرات ذرات حباب شده با افزایش زاویه مخروطی کاهش می‌یابد: حباب ذرات را می‌توان به طور موثری با تغییر هندسه ظرف به هندسه مخروطی کاهش داد. نتایج تجربی نشان داد که مقدار ذرات حباب شده به طور قابل‌توجهی با استفاده از ظرف مخروطی کاهش می‌یابد، که تأیید می‌کند که بستر سیال دوار مخروطی پیشنهادی برای کاهش حباب ذرات مؤثر است.

Article. Published in Chemical Engineering Science. — 2014. — 116 — P. 725-733 A rotating fluidized bed is a promising fluidization technique for handling of fine particles, classified into the Geldart׳s group-C. However, significant particle entrainment has been a major hurdle for its practical use. We here proposed a novel tapered rotating fluidized bed to reduce the particle entrainment. The fluidized bed vessel of the tapered rotating fluidized bed has the geometry of a cylinder with two frustum ends. The main purpose of this paper is to evaluate a performance of the tapered rotating fluidized bed in reducing the particle entrainment. A computer simulation using a computational fluid dynamics and discrete phase model was conducted to numerically analyze how the fluid flow and particle motion ejected to the freeboard are changed when the vessel geometry is altered. The simulation results revealed that by modifying the geometry of the vessel to the tapered geometry the fluid velocity in the radial direction toward the exit is significantly decreased, while the fluid velocity in the tangential direction is increased. The simulation results also revealed that the maximum particle size of the entrained particles is reduced with an increase in the taper angle: the particle entrainment can be effectively reduced by merely changing the vessel geometry to the tapered geometry. The experimental results showed that amount of entrained particles was significantly decreased when the tapered vessel was used, confirming that the proposed tapered rotating fluidized bed is effective to reduce the particle entrainment.