بررسی اثر پارامترهای هندسی و سیال عامل بر رفتار انبساطی بسترهای سیالی مایع-جامد سیال غیرنیوتنی

در این پژوهش، با بکارگیری روش ترکیبی شبکه بولتزمن و  نمایه هموار، برای بستر با سیال غیرنیوتنی قانون توانی،  اثر تغییر پارامترهای هندسی و سیال بر رفتار انبساطی بستر  مطالعه شده است. بررسی ها برای 7 هندسه متفاوت و 4 سیال نیوتنی و غیرنیوتنی با اندیس قاعده توانی 0.8 تا 1 انجام شده است. نتایج بستر با سیال  نیوتنی تخلخل بیشتری نسبت به بستر با سیال غیرنیوتنی نشان می دهند. همچنین افزایش اندیس قاعده توانی سبب افزایش تخلخل بستر شده و تخلخل بستر غیرنیوتنی با افزایش چگالی ذرات جامد و ارتفاع اولیه بستر کاهش یافته است. بررسی نسبت تخلخل در بسترغیر نیوتنی نشان داد که با افزایش قطر ذرات جامد این نسبت کاهش و با افزایش قطر بستر سیالی، افزایش می یابد. علاوه بر این مقایسه نتایج بستر با محلول کربوکسی متیل سلولز 0.1%  به عنوان سیال نشان داد که تاثیر کاهش قطر ذرات در بستر برای افزایش نسبت تخلخل 2 برابر بیشتر از تاثیر افزایش قطر بستر است. در نهایت خروجی های مدل نشان دادند نسبت تخلخل برای بستر شامل ذرات جامد با قطرهای مختلف، کمتر از بستر حاوی ذرات با قطرهای برابر است.

investigating the effect of geometrical parameters and working fluid on the expansion behavior of non-newtonian liquid-solid fluidized beds

in this research, by using the combined lattice boltzmann and smooth profile method, for power law non-newtonian fluidized bed, the effect of changing the geometric and fluid on the expansion behavior of the bed has been studied. investigations have been carried out for 7 different geometries and 4 newtonian and non-newtonian fluids with a power law index of 0.8 to 1. the results of the bed with newtonian fluid show more porosity than the bed with non-newtonian fluid. also, increasing the index of the power law caused an increase in the porosity of the bed, and the porosity of the non-newtonian bed decreased with an increase in the density of solid particles and the initial height of the bed. investigating the porosity ratio in the non-newtonian bed showed that with the increase in the diameter of the solid particles, this ratio decreases and increases with the increase in the diameter of the fluid bed.in addition, comparing the results of the bed with carboxymethyl cellulose 0.1% solution as fluid showed that the effect of reducing the particle diameter in the bed, to increase the porosity ratio is 2 times more than the effect of increasing the diameter of the bed.finally, the output of the model showed that the porosity ratio for the bed containing solid particles with different diameters is lower than the bed containing particles with equal diameters.