بررسی اثر سرعت ظاهری گاز و غلظت جامد بر ضریب انتقال حرارت در ستون‌های حبابی ـ دوغابی

Abstract

انتقال حرارت از پدیده‌های بسیار مهم در راکتورهای دوغابی برای مدل‌سازی, طراحی ادوات حرارتی و افزایش مقیاس است. برای مطالعه ضریب انتقال حرارت موضعی در راکتور دوغابی، ستونی به قطر cm 30 و ارتفاع m 3، برای دستیابی به رژیم جریان راکتورهای صنعتی، طراحی و ساخته شد. در آزمایش‌ها پودر سیلیس با قطر متوسط 50 میکرون (اندازه‌ای مشابه با کاتالیست فرایند فیشر-تروپش) به عنوان فاز جامد به‌کار رفت. از پارافین به عنوان فاز مایع و از هوا به عنوان فاز گاز استفاده شد. همچنین یک پروب حرارتی مخصوص برای اندازه‌گیری ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی با منبع حرارتی الکتریکی و ترموکوپل‌های اندازه‌گیری دمای سطح و دمای سیال تعبیه شد. به کمک این پروب، ضریب انتقال حرارت در راکتور اندازه‌گیری و تأثیر پارامترهای سرعت ظاهری گاز و غلظت جامد در آن مطالعه شد. در تمام آزمایش‌ها، نسبت ارتفاع فاز دوغابی به قطر 4 در نظر گرفته شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهند که با افزایش سرعت گاز از cm/s 25-2، ضریب انتقال حرارت به طور متوسط حدود 65 درصد افزایش می‌یابد و همچنین افزایش غلظت جامد در دوغاب موجب افزایش ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی می‌شود.