مطالعه عددی و آزمایشگاهی فرآیند انتقال حرارت در بستر سیال شامل پودر آلومینا

در این پژوهش، فرآیند انتقال حرارت در یک بستر سیال شامل، ذراتی متعلق به گروه A طبقه بندی گلدارت مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور، یک دستگاه آزمایشگاهی راه اندازی گردید که در آن با ترکیب هوای گرم با پودر آلومینا که متعلق به گروه A طبقه بندی گلدارت است، یک رژیم سیالیت حبابی ایجاد گردید و در هر آزمایش با ثابت نگه داشتن دما در مقطع ورودی به بستر، دمای فاز جامد و دمای گاز خروجی در طول زمان اندازه گیری و ثبت گردید.به دلیل پایین بودن میزان رطوبت موجود در ذرات جامد، از انتقال جرم بین فازها صرف نظر شده است. در ادامه با استفاده از معادلات مدلسازی سه فازی و استفاده از داده های تجربی، رابطه ای برای پیش بینی ضریب انتقال حرارت بین فاز جامد و فاز گاز درون شبکه ای ارایه شده است.در این تحقیق، ظرفیت گرمایی پودر آلومینا، به عنوان تابعی از دما در نظر گرفته شده است و برای حل معادلات مدل سه فازی، از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد، انطباق خوبی بین داده های تجربی و نتایج مدلسازی عددی وجود دارد؛ به گونه ای که حداکثر خطای مدلسازی عددی با داده های تجربی 9 درصد است؛ همچنین بیشترین تغییرات دمایی در بستر، در 2 دقیقه اول فرآیند اتفاق می افتد که این موضوع، نشان دهنده بالا بودن نرخ انتقال حرارت در این نوع بسترها است.

کلیدواژه ها:

بستر سیالیده ، ضریب انتقال حرارت ، پودر آلومینا ، مدلسازی سه فازی