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Investigación Numérica de la Influencia de la Temperatura en el Comportamiento de Fluidización: Importancia de los Parámetros de Colisión de Partículas y Fuerzas Inter-Partículas

Autores: Mihajlovi, Milan; Ramírez, Juan G.; Campos Velarde, Ildefonso; Van Sint Annaland, Martin; Roghair, Ivo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Investigación Numérica de la Influencia de la Temperatura en el Comportamiento de Fluidización: Importancia de los Parámetros de Colisión de Partículas y Fuerzas Inter-Partículas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Reactores de lecho fluidizado
Temperatura
Dinámica de fluidización
Propiedades colisionantes
Técnicas experimentales
Interacciones de partículas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los reactores de lecho fluidizado (FBR) son fundamentales en diversas industrias debido a su excepcional capacidad para facilitar interacciones eficientes entre gas y sólido, lo que resulta en una mezcla superior y en la transferencia de calor y masa. Esta investigación profundiza en el impacto de la temperatura en la dinámica de fluidización, centrándose particularmente en las propiedades colisionantes de las partículas dentro del lecho. La investigación se basa en investigaciones fundamentales, notablemente la clasificación de Geldart de los regímenes de fluidización y los avances recientes en técnicas experimentales de alta temperatura, como la velocimetría de imágenes de partículas con láser endoscópico de alta temperatura/análisis de imágenes digitales. Para explorar estos efectos de temperatura, se empleó un modelo acoplado de Método de Elementos Discretos y Dinámica de Fluidos Computacional (cfd-dem). Este enfoque permite un examen detallado de las interacciones entre gas-partícula y partícula-partícula bajo diversas condiciones de temperatura. Las simulaciones en este estudio exploran el coeficiente de fricción, así como los cambios en los coeficientes de restitución tangencial y normal, que afectan el comportamiento de fluidización. Estos cambios fueron analizados sistemáticamente para determinar su influencia en la velocidad mínima de fluidización y la formación de burbujas. Los resultados numéricos se comparan con datos experimentales de estudios de fluidización a alta temperatura, destacando la necesidad de incorporar fuerzas interparticulares para capturar completamente los fenómenos observados. Los hallazgos subrayan el papel crítico de las propiedades colisionantes de las partículas en la fluidización a alta temperatura y sugieren el potencial aumento del papel de las fuerzas interparticulares. En general, este artículo proporciona nuevas perspectivas sobre la dinámica compleja de los lechos fluidizados a temperaturas elevadas, enfatizando la necesidad de más investigaciones experimentales-numéricas para mejorar la fiabilidad y comprensión de estos sistemas en aplicaciones industriales.

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