بررسی رفتار سیال در یک بستر پرشده ثابت با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشگاه سیستان و بلوچستان

چکیده

در این تحقیق رفتار سیال در یک بستر پرشده ثابت با نسبت قطر لوله به قطر ذره برابر 6/4 با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شد. هندسه بستر با استفاده از روش پرکن گسسته مدل شد. شبیه سازی های CFD در گستره عدد رینولدز 79/611-85/3 در رژیم جریان آرام و آشفته انجام شدند. در رژیم جریان آشفته از مدل آشفتگی RNG k-ε استفاده شد. مشاهده شد که جریان سیال در فاصله 75/0 سانتیمتر از ابتدای بستر توسعه یافته می شود. نتایج شبیه سازی های CFD با روابط تجربی موجود در مراجع مقایسه شدند. مقادیر افت فشار پیش بینی شده در رژیم جریان آرام بدلیل اثرات دیوار بیشتر از رابطه Ergun و در رژیم جریان آشفته بدلیل راه گزینی جریان در بستر کمتر از رابطه Ergun تخمین زده شدند. نتایج CFD افت فشار همخوانی خوب با روابط Zhavoronkov و همکارانش و Reichelt نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of fluid behavior in a fixed packed bed using computational fluid dynamics

نویسندگان [English]

  • Alireza Miroliaei 1
  • Farhad Shahraki 2
2 Department of chemical engineering university of Sistan and Baluchestan
چکیده [English]

In this research the behavior of fluid was investigated in a fixed packed bed with tube to particle diameter ratio of 4.6 using computational fluid dynamics. The geometry of bed was modeled using the discrete packing method. The CFD simulations were carried out in a range of Reynolds number 3.85-611.79 in laminar and turbulent flow regimes. The RNG k-ε turbulence model was used in turbulent flow regime. It was observed that the fluid flow was fully developed in the space of 0.75 cm. The CFD results were compared with empirical correlations in the literature. The predicted pressure drop values were overestimated in laminar flow regime and were underestimated in turbulent flow regime as compared to the Ergun’s correlation due to the wall friction and the flow channeling in the bed, respectively. The CFD results of the pressure drop showed good agreement with the correlations of Zhavoronkov et al. and Reichelt.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fixed packed bed
  • Computational fluid dynamics
  • Fluid behavior
  • Discrete Packing Model