بررسی عددی اثر پارامترهای هندسی برمیزان تخلخل بستر سیالی مایع – جامد با استفاده روش شبکه بولتزمن و نمایه هموار

در این تحقیق ابتدا بستر سیالی مایع جامد با استفاده از روش ترکیبی شبکه بولتزمن و نمایه هموار شبیه سازی و در ادامه با تغییر پارامترهای هندسی، شامل قطر ذرات جامد، عرض و ارتفاع اولیه بستر و همچنین نحوه قرارگیری اولیه ذرات جامد غیر همسان، اثر آنها بر تخلخل بست بررسی شده است. روش مطالعه دوفازی  اویلری –لاگرانژی بوده که برای حل فاز جامد معادله حرکت نیوتن، فاز سیال روش شبکه بولتزمن و برقراری شرط عدم لغزش در سطح مشترک ذرات جامد و سیال از روش نمایه هموار استفاده شده است. مقایسه نتایج حل عددی با نتایج تجربی برای حداقل سرعت سیالیت و تخلخل دقت قابل قبولی را نشان می دهد. علاوه براین نتایج نشان داد افزایش قطر ذرات جامد و عرض بستر، افزایش تخلخل و افزایش ارتفاع اولیه بستر کاهش تخلخل بستر را به همراه دارد. درنهایت بررسی اثر  نحوه قرارگیری اولیه ذرات جامد غیر همسان نشان داد درحالتیکه ذرات با قطر کمتر بر روی ذرات با قطر بیشتر قرار دارند بیشترین و در حالتیکه ذرات به صورت مخلوط در هم قرار گرفته اند کمترین تخلخل بستر وجود دارد.

Numerical investigation of the effect of geometrical parameters on porosity of a liquid solid fluidized bed using combined lattice Boltzmann and smooted profile methods

In this study, the liquidsolid fluidized bed was simulated using a combination of Lattice Boltzmann and smoothed profile method and then by changing the geometrical parameters contains of, particles diameter, width of the bed, initial bed height and the placement of the particles in nonuniform particles bed, their effects on porosity are studied. The hydrodynamic model of the flow is based on the LBM and SPM is adopted to enforce the noslip boundary condition at the liquidsolid interface. The kinematics and trajectory of the discrete particles are evaluated by Newton's law of motion. Comparison of numerical and empirical results for porosity at different velosities showed acceptable accuracy. Also, Simulations indicate that an increase in width of the bed and particles diameter increased porosity and an increase in initial bed height decreased the porosity of the bed. Finally, the effect of placement of particles in none uniform fluidized bed showed the highest porosity accurse where particles with a small diameter stay on particles with a large diameter, also where the particles are mixed together the lowest porosity was accrued.