بررسی پارامتر‌های موثر بر هیدرودینامیک بستر پرشده دوار به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

Abstract

بستر‌های پرشده دوار در بسیاری از فرایند‌های مهندسی شیمی از قبیل تقطیر، جذب، تهیه‌ی نانو ذرات، شیرین‌سازی گازترش و غیره استفاده می-شوند. آنالیز جریان سیال در این تجهیزات برای بدست آوردن اطلاعات هیدرودینامیکی و بررسی پدیده انتقال در آن‌ها لازم است. در این مقاله شبیه-سازی سه‌بعدی جریان‌های تک فازی و دو‌فازی درون بستر پرشده دوار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی انجام می شود. اثر برخی پارامتر‌ها از قبیل سرعت چرخش، دبی های گاز و مایع، اثر تعداد روزنه های روتور، وجود بافل ثابت و متحرک بر افت فشار بررسی می شوند. آنالیز جریان تک فازی نشان دادکه مولفه سرعت مماسی نسبت به مولفه‌های سرعت‌شعاعی و محوری تاثیر بیش‌تری بر مقدار سرعت دارد. نتایج شبیه‌سازی ها نشان داد که با افزایش دبی گاز، افت فشار برای هر دو حالت بستر خشک و بستر مرطوب افزایش می‌یابد بطوریکه متوسط خطا نتایج شبیه سازی با داده های تجربی در حالت بدون بافل و با بافل به ترتیب برابر 3/5 و 6/3 درصد می باشد. هم‌چنین مشخص شد که افزایش دبی مایع تأثیر کمی برافت فشار دارد. مشاهده شد که با افزایش سرعت چرخش و تعداد روزنه های روتور افت فشار بستر دو‌فازی افزایش می یابد. وجود بافل متحرک درون بستر سبب کاهش 14 درصدی افت فشار بستر مرطوب شد.