شبیه سازی عددی و بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت و افت فشار در یک بستر سیالی

نوع: Type: پایان نامه

مقطع: Segment: کارشناسی ارشد

عنوان: Title: شبیه سازی عددی و بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت و افت فشار در یک بستر سیالی

ارائه دهنده: Provider: محمد گرجی ازندریانی

اساتید راهنما: Supervisors: دکتر حبیب الله سایه وند

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: دکتر فضل الله اسکندری منجیلی، دکتر محسن گودرزی

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 1400/12/22، 14:00

مکان ارائه: Place of presentation: مجازی

چکیده: Abstract: سیال¬سازی نوعی عملیات واحد می¬باشد که از طریق آن، بستری از ذرات جامد که روی یک صفحۀ توزیع کنندۀ سیال قرار گرفته¬اند، با عبور دادن سیالی در سرعتی بالاتر از سرعت بحرانی معین، رفتاری مشابه سیال به خود می¬گیرند¬. از کاربردهای صنعتی آن می¬توان به خشک کردن، تشویه، احیاء مستقیم و بسترهای سیال گریز از مرکز اشاره کرد. در این پایان¬نامه یک بستر سیالی با استفاده از شبیه¬سازی عددی و انجام آزمایشات تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامترهای مهم هیدرودینامیکی از جمله افت فشار در بستر، حداقل سرعت لازم برای سیالیت، ضریب انتقال حرارت و تأثیر ارتفاع بستر بر روی این پارامترها به صورت عددی و تجربی به علاوه، اثر چگالی ذرات بر روی افت فشار، نسبت ابعاد محفظه استوانه¬ای و وضعیت بستر از نظر تشکیل حباب و رژیم جریان صرفاً به صورت عددی بررسی گردیده¬اند. در حل عددی، مدل¬ دوسیالی اویلری، تئوری انرژی جنبشی جریان¬های دانه¬ای، مدل درگ گیداسپاو برای تحلیل افت فشار و هم چنین مدل ناسلت برای تحلیل حرارتی به کار گرفته شده¬اند. دستگاه آزمایشی مورد مطالعه با استفاده از نرم¬افزار Ansys Fluent 18 به صورت دوبعدی شبیه¬سازی شده است. نتایج نشان داد که نمودارهای عددی چگالی، افت فشار و فشار برحسب سرعت گاز ورودی انطباق بسیار مناسبی با نمودار حاصل از روش تجربی دارند. همچنین تفاوت اندکی بین نمودارهای تجربی و عددی ضریب انتقال حرارت وجود دارد. بر اساس نتایج بدست آمده با افزایش چگالی ذرات درون بستر، افت فشار نیز افزایش می¬یابد. به علاوه، با افزایش سرعت گاز ورودی، ضریب انتقال حرارت بستر، افزایش می¬یابد. از طرفی بر اساس نتایج تجربی فشار بستر نیز تا سرعت شروع سیالیت افزایش می¬یابد. سپس در یک محدوده خاص، افت فشار نوسان می¬کند. نتایج همچنین نشان می-دهد که با افزایش عمق غوطه¬وری هیتر در بستر، ضریب انتقال حرارت افزایش می¬یابد و پس از عمق 30 میلی¬متری از سطح بستر جامد، تغییرات عمق تأثیری بر روی کاهش یا افزایش ضریب انتقال حرارت ندارد. با در نظر گرفتن تمامی نتایج بدست آمده، سرعت بهینه گاز ورودی به بستر، 07/0 متر بر ثانیه و عمق مناسب هیتر برای انتقال حرارت، 10 میلی¬متر از سطح ذرات می¬باشند.

فایل: ّFile: تنزيل فایل