Published October 1, 2015 | Version v1
Publication Open

ESTUDO NUMÉRICO DE UM LEITO FLUIDIZADO BORBULHANTE UTILIZANDO UM CÓDIGO COMBINADO CFD-DEM

Creators

  • 1. Universidade Estadual de Maringá
  • 2. Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Description

Leitos fluidizados são usados em indústrias nas operações de separação, mistura, secagem e combustão. Este trabalho analisa o comportamento de um leito fluidizado com o código livre MFIX-DEM, desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Tecnologias Energéticas (NETL-USA). Nesse código, as fases sólida e gasosa são tratadas numa abordagem euleriana-lagrangeana. Para a fase gasosa, foram resolvidas as equações da continuidade e da conservação de quantidade de movimento. Para as partículas, ou a fase sólida, foi utilizado o Método dos Elementos Discretos (DEM), que descrevem os fenômenos de contato e colisão entre as partículas com o conceito de mola-amortecedor-atrito, por meio de uma abordagem numérica explícita. Uma malha bidimensional, com injeção de gás na região inferior do leito, foi utilizada. Grãos de soja foram o material granular analisado. A velocidade do gás foi variada para determinar a influência na perda de carga do leito e a curva da velocidade de mínima fluidização. Também foram analisados leitos preenchidos com diferentes alturas iniciais (0,08 m, 0,115 m e 0,150 m). Os resultados obtidos por diferentes correlações de arrasto foram comparados com curvas de fluidização experimentais.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تُستخدم الطبقات المميعة في الصناعات في عمليات الفصل والخلط والتجفيف والاحتراق. يحلل هذا العمل سلوك طبقة مميعة بالرمز المجاني MFIX - DEM، الذي طوره المختبر الوطني لتقنيات الطاقة (NETL - USA). في هذا الرمز، تتم معالجة الأطوار الصلبة والغازية في نهج Eulerian - Lagrangian. بالنسبة للمرحلة الغازية، تم حل معادلات الاستمرارية والحفاظ على كمية الحركة. بالنسبة للجسيمات، أو الطور الصلب، تم استخدام طريقة العنصر المنفصل (DEM)، والتي تصف ظواهر التلامس والاصطدام بين الجسيمات مع مفهوم احتكاك المثبط الزنبركي، من خلال نهج رقمي صريح. تم استخدام شبكة ثنائية الأبعاد، مع حقن الغاز في المنطقة السفلية من السرير. كان فول الصويا هو المادة الحبيبية التي تم تحليلها. كانت سرعة الغاز متنوعة لتحديد التأثير على فقدان رأس السرير ومنحنى سرعة التميع الأدنى. كما تم تحليل الأسرّة المملوءة بارتفاعات أولية مختلفة (0.08 م و 0.115 م و 0.150 م). تمت مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها من خلال ارتباطات السحب المختلفة مع منحنيات التميع التجريبية.

Translated Description (English)

Fluidized beds are used in industries in separation, mixing, drying and combustion operations. This work analyzes the behavior of a fluidized bed with the free code MFIX-DEM, developed by the National Laboratory of Energy Technologies (NETL-USA). In this code, the solid and gas phases are treated in an Eulerian-Lagrangian approach. For the gas phase, the equations of continuity and conservation of quantity of motion were solved. For the particles, or the solid phase, the Discrete Element Method (dem) was used, which describes the phenomena of contact and collision between the particles with the concept of spring-damper-friction, through an explicit numerical approach. A two-dimensional mesh, with gas injection in the lower region of the bed, was used. Soybeans were the granular material analyzed. The gas velocity was varied to determine the influence on bed head loss and the minimum fluidization velocity curve. Beds filled with different initial heights (0.08 m, 0.115 m and 0.150 m) were also analyzed. The results obtained by different drag correlations were compared with experimental fluidization curves.

Translated Description (French)

Les lits fluidisés sont utilisés dans les industries dans les opérations de séparation, de mélange, de séchage et de combustion. Ce travail analyse le comportement d'un lit fluidisé avec le code libre MFIX-DEM, développé par le Laboratoire National des Technologies de l'Energie (NETL-USA). Dans ce code, les phases solide et gazeuse sont traitées dans une approche eulérienne-lagrangienne. Pour la phase gazeuse, les équations de continuité et de conservation de quantité de mouvement ont été résolues. Pour les particules, ou la phase solide, la méthode des éléments discrets (DEM) a été utilisée, qui décrit les phénomènes de contact et de collision entre les particules avec le concept de frottement-amortisseur-ressort, par une approche numérique explicite. Un maillage bidimensionnel, avec injection de gaz dans la région inférieure du lit, a été utilisé. Le soja était le matériau granulaire analysé. La vitesse du gaz a été modifiée pour déterminer l'influence sur la perte de charge du lit et la courbe de vitesse de fluidisation minimale. Des lits remplis avec différentes hauteurs initiales (0,08 m, 0,115 m et 0,150 m) ont également été analysés. Les résultats obtenus par différentes corrélations de traînée ont été comparés à des courbes de fluidisation expérimentales.

Translated Description (Spanish)

Los lechos fluidizados se utilizan en industrias en operaciones de separación, mezcla, secado y combustión. Este trabajo analiza el comportamiento de un lecho fluidizado con el código libre MFIX-DEM, desarrollado por el Laboratorio Nacional de Tecnologías Energéticas (NETL-USA). En este código, las fases sólida y gaseosa se tratan en un enfoque Euleriano-Lagrangiano. Para la fase gaseosa, se resolvieron las ecuaciones de continuidad y ahorro de cantidad de movimiento. Para las partículas, o la fase sólida, se utilizó el Método de Elementos Discretos (DEM), que describe los fenómenos de contacto y colisión entre las partículas con el concepto de resorte-amortiguador-fricción, a través de un enfoque numérico explícito. Se utilizó una malla bidimensional, con inyección de gas en la región inferior del lecho. La soja fue el material granular analizado. La velocidad del gas se varió para determinar la influencia en la pérdida de carga del lecho y la curva de velocidad de fluidización mínima. También se analizaron camas llenas con diferentes alturas iniciales (0.08 m, 0.115 m y 0.150 m). Los resultados obtenidos por diferentes correlaciones de arrastre se compararon con curvas de fluidización experimentales.

Files

MS-408.pdf.pdf

Files (624.7 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:04391f164a714a1ba3d0e9922030f496
624.7 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة عددية لسرير مميع فقاعي باستخدام رمز CFD - DEM مدمج
Translated title (English)
NUMERICAL STUDY OF A BUBBLING FLUIDIZED BED USING A CFD-DEM COMBINED CODE
Translated title (French)
ETUDE NUMERIQUE D'UN LIT FLUIDISE BOUILLONNANT A L'AIDE D'UN CODE COMBINE CFD-DEM
Translated title (Spanish)
ESTUDIO NUMÉRICO DE UN LECHO FLUIDIZADO BURBUJEANTE UTILIZANDO UN CÓDIGO COMBINADO CFD-DEM

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2249974731
DOI
10.5151/enemp2015-ms-408

Is supplement to
https://openalex.org/W54078636 (Other)
https://openalex.org/W3148032049 (Other)
https://openalex.org/W3105167352 (Other)
https://openalex.org/W3084825885 (Other)
https://openalex.org/W2954470139 (Other)
https://openalex.org/W2935759653 (Other)
https://openalex.org/W2902782467 (Other)
https://openalex.org/W2298861036 (Other)
https://openalex.org/W2271181815 (Other)
https://openalex.org/W1501425562 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W2316818416