การจำลองแบบพฤติกรรมไฮโดรไดนามิกส์ในปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบด ชนิดไหลเวียนลง: อิทธิพลของคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซ

Abstract

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ศึกษาอิทธิพลของคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซต่อพฤติกรรมไฮโดรไดนามิกส์ในปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดชนิดไหลเวียนลง (ปฏิกรณ์ดาวเนอร์) โดยการจำลองแบบ แบบจำลองที่ใช้คือแบบจำลองของไหลสองชนิดโดยพื้นทฤษฎีจลน์ของการไหลของอนุภาคแกรนูลาร์ ปฏิกรณ์ดาวเนอร์มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 เมตรและสูง 9.3 เมตร อุณหภูมิของก๊าซที่ศึกษาอยู่ในช่วง 25 – 1,000 ºC ความถูกต้องของผลการจำลองแบบตรวจสอบกับผลการทดลองที่ได้จากงานวิจัยในอดีต ผลการจำลองแบบแสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของก๊าซมีผลต่อการกระจายค่าสัดส่วนของอนุภาคน้อยกว่าความหนืดของก๊าซ โดยร้อยละการเปลี่ยนแปลงสูงสุดของค่าสัดส่วนอนุภาคมีค่า 9.54 และ 15.15 เมื่อศึกษาผลของความหนาแน่นและความหนืดของก๊าซ ตามลำดับ ความสูงของพีคของค่าสัดส่วนอนุภาคที่บริเวณใกล้ผนังมีค่าสูงขึ้นเมื่อลดความหนาแน่นหรือความหนืดของก๊าซ ความเร็วอนุภาคที่บริเวณกลางท่อใกล้ทางเข้ามีค่าเพิ่มขึ้นสูงสุด 3.91 และ 3.30% เมื่อเพิ่มความหนาแน่นและความหนืดของก๊าซ ตามลำดับ

Abstract

The effect of physical properties of gas on the hydrodynamics behavior in a co-current down-flow circulating fluidized bed (downer reactor) was studied by means of numerical simulation. Two-fluid model based on the kinetic theory of granular flow was used. The diameter and the height of the downer reactor are 0.1 and 9.3 m, respectively. Temperature used in this study is in the range 20 - 1000 ºC. The simulation results were validated with the experimental data obtained from the literature. The simulation results reveal that the gas density shows less effect on the solid fraction than that of gas viscosity. The highest percentages of the solid fraction changing are 9.54 and 15.15 when studying the effect of the gas density and viscosity, respectively.  The peak height of the solid fraction near the wall region increases with decreasing of gas density or gas viscosity. The maximum percentages of particle velocity increasing in the center region are 3.91 and 3.30 in case of increasing of gas density and gas viscosity, respectively.