مطالعه عددی هیدرودینامیک ذره‌ها در بسترهای شارانیده مخروطی با استفاده از cfd-dem

در این مطالعه، هیدرودینامیکی، بسترهای گاز - جامد مخروطی دارای ذره ها از نوع گلدارت d و b با قطرهای به ترتیب mm 2 و mm  0.287 با استفاده از نرم افزار دینامیک سیال های محاسباتی (cfd) فلوئنت 18.1 در حالت سه بعدی بررسی شده و نتیجه های به دست آمده از نرم افزار با داده های آزمایشگاهی مقایسه شدند. مدل فاز گسسته متراکم (ddpm) با بسته dem به منظور در نظر گرفتن اثرهای تماس ذره ذره در فاز ذره های مورد استفاده  قرارگرفت. فاز پیوسته نیز از روش اولرین در شبیه سازی استفاده شد که مدل آشفتگی پراکندهk-ԑ برای این فاز مورد استفاده قرارگرفت. مدل درگ گیداسپاو نیز برای محاسبه ضریب تبادل مومنتوم بین گاز - جامد استفاده شد. نتیجه های افت فشار و انبساط بستر مدل با داده های تجربی همخوانی قابل پذیرشی را نشان می دهند. نتیجه های توان تراکمی طیف سنجی در این سامانه ها نشان می دهد که فرکانس غالب برابر  hz2.3 بوده که با سامانه های حبابی معمولی تفاوت دارد. با توجه به این که در زمینه بسترهای فواره ای مخروطی کارهای محدودی صورت گرفته است و به طور ویژه از دیدگاه لاگرانژی در این بسترها تاکنون کاری انجام نشده است، مطالعه حاضر که شبیه سازی سه بعدی بستر فوارهای مخروطی است می تواند مبنای خوبی برای کارهای آینده در زمینه شبیه سازی cfd بسترهای مخروطی باشد.

numerical study of hydrodynamics of tapered fluidized beds using cfd-dem

in the present study, the hydrodynamics of tapered fluidized beds (tfbs) for two types of particles, namely, geldart d and geldart b with mean diameters of 2 mm and 0.287 mm, respectively, were studied by cfd dem in 3d frameworks. the particles phase was simulated by dense discrete phase model (ddpm) in which the particle particle collision was modeled by the discrete phase method (dem). while the continuous phase (gas phase) was simulated by the eulerian approach by considering k ε turbulent model for this phase. the well known drag model of gidaspow was applied for computing the momentum exchange between the phases.  it was found that the bed pressure drop and the bed expansion ratio predicted by the proposed model were in close agreement with the corresponding measured data. by evaluating power spectral density in tfbs, it was found that the dominant frequency is about 2.3 hz for a tfb which is quite different than that calculated in bubbling fluidized beds (bfbs).  due to the fact that this study is one of the few eulerian lagrangian works on tfbs, it can be a suitable basis for future studies in numerical simulation of tfbs.