Una evaluación de modelos de arrastre en la simulación CFD Euleriana-Euleriana de la hidrodinámica del flujo gas-sólido en el elevador de lecho fluidizado circulante
Autores: Upadhyay, Mukesh; Kim, Ayeon; Kim, Heehyang; Lim, Dongjun; Lim, Hankwon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Una evaluación de modelos de arrastre en la simulación CFD Euleriana-Euleriana de la hidrodinámica del flujo gas-sólido en el elevador de lecho fluidizado circulante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Predicción
Perfil hidrodinámico
Lecho fluidizado circulante
Simulación CFD
Modelo de arrastre
Sección del elevador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La predicción precisa del perfil hidrodinámico es importante para el diseño y escalado de reactores de lecho fluidizado circulante (CFB). La simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) multifásica con intercambio de momento entre fases es clave para predecir con precisión el perfil gas-sólido a lo largo de la altura del elevador. El presente trabajo se ocupa de la evaluación de la capacidad de seis modelos de arrastre diferentes para predecir con precisión la distribución de la retención axial de sólidos en la sección del elevador en un lecho fluidizado circulante a escala de banco. La diferencia entre las predicciones de los seis modelos de arrastre fue validada contra los datos experimentales. Se utilizaron geometría bidimensional, solucionador transitorio y modelos multifásicos Euleriano-Euleriano. Se discutieron las predicciones de simulación de los seis modelos de arrastre con respecto al perfil axial y radial. La comparación entre la simulación CFD y los datos experimentales muestra que los modelos de arrastre de Syamlal-O"Brien, Gidaspow, Wen-Yu y Huilin-Gidaspow pudieron predecir con éxito la distribución de la retención de sólidos en la sección superior del elevador con mejor precisión, sin embargo, no pudieron predecir la región de transición de retención de sólidos. Por otro lado, el modelo de Gibilaro y el modelo de arrastre de Helland pudieron predecir con éxito la región densa inferior, pero la distribución de la retención de sólidos en la sección superior fue sobreestimada. La comparación de la simulación CFD de diferentes modelos de arrastre ha mostrado claramente la limitación de los modelos de arrastre para predecir con precisión la heterogeneidad axial general.
Descripción
La predicción precisa del perfil hidrodinámico es importante para el diseño y escalado de reactores de lecho fluidizado circulante (CFB). La simulación de dinámica de fluidos computacional (CFD) multifásica con intercambio de momento entre fases es clave para predecir con precisión el perfil gas-sólido a lo largo de la altura del elevador. El presente trabajo se ocupa de la evaluación de la capacidad de seis modelos de arrastre diferentes para predecir con precisión la distribución de la retención axial de sólidos en la sección del elevador en un lecho fluidizado circulante a escala de banco. La diferencia entre las predicciones de los seis modelos de arrastre fue validada contra los datos experimentales. Se utilizaron geometría bidimensional, solucionador transitorio y modelos multifásicos Euleriano-Euleriano. Se discutieron las predicciones de simulación de los seis modelos de arrastre con respecto al perfil axial y radial. La comparación entre la simulación CFD y los datos experimentales muestra que los modelos de arrastre de Syamlal-O"Brien, Gidaspow, Wen-Yu y Huilin-Gidaspow pudieron predecir con éxito la distribución de la retención de sólidos en la sección superior del elevador con mejor precisión, sin embargo, no pudieron predecir la región de transición de retención de sólidos. Por otro lado, el modelo de Gibilaro y el modelo de arrastre de Helland pudieron predecir con éxito la región densa inferior, pero la distribución de la retención de sólidos en la sección superior fue sobreestimada. La comparación de la simulación CFD de diferentes modelos de arrastre ha mostrado claramente la limitación de los modelos de arrastre para predecir con precisión la heterogeneidad axial general.