مطالعۀ تجربی رشد حباب در یک بستر سیال گاز- جامد نیم‌استوانه‌ای

Abstract

بسترهای سیال‌شده در فرایندهای مختلفی نظیر خشک‌کردن، مخلوط‌کردن، انجام واکنش‌های کاتالیستی و غیر کاتالیستی استفاده می‌شوند. در این مقاله، ویژگی‌های هیدرودینامیکی یک بستر سیال نیم‌استوانه‌ای گاز- جامد که متأثر از ویژگی‌های حباب شامل اندازه، شکل و سرعت بالارفتن حباب است، به‌صورت تجربی در سرعت‌های ظاهری مختلف گاز برای ذرات 420 میکرومتر به‌وسیلۀ تصویربرداری دیجیتال مطالعه شده است. آزمایش‌ها در یک بستر سیال نیم‌استوانه‌ای به‌قطر 14 سانتی‌متر در فشار و دمای محیط انجام شدند. ارتفاع بستر پرشده در حالت ایستا 21 سانتی‌متر (5/1L/D=) و سرعت ظاهری گاز در محدودۀ 2/0 تا 8/0 متر بر ثانیه متغیر بود. نتایج آزمایش‌ها نشان داد که با افزایش سرعت ظاهری گاز و ارتفاع، متوسط اندازه و سرعت بالارفتن حباب‌ها در بستر افزایش می‌یابد. مقادیر به‌دست‌آمده به‌روش تجربی با مقادیر حساب‌شده از معادلات تجربی، انطباق قابل قبولی داشتند و میانگین درصد خطای حساب‌شدۀ اندازۀ حباب و سرعت بالارفتن آن به‌وسیلۀ آزمایش‌ها و روابط موجود به‌ترتیب برابر 5/3 و 7 درصد به دست آمد. برتری بستر نیم‌استوانه‌ای نسبت به استوانه‌ای این است که از راه وجه مسطح آن می‌توان به‌صورت غیرتداخلی، پدیده‌های درون بستر را مشاهده کرد. نتایج این آزمایش‌ها می‌تواند به درک رفتار پیچیدۀ هیدوردینامیکی بسترهای سیال کمک کند.

Keywords

• بستر سیال
• حباب
• نیم‌استوانه‌ای
• تصاویر دیجیتال