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CFD Modelling of Fluidized Bed Reactors

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Introduction 14 As the velocity of the fluidizing fluid is increased there comes a point where the bed is lifted and a dynamical equilibrium condition is established. The drag force exerted by the fluid on the particles is equal to the buoyant weight of the bed. This value of the superficial fluid velocity is said minimum flu- idization velocity umf 3.1.b. With fine particles5, fluidized by liquid, an increase of flow rate beyond umf will produce the uniform bed expansion. In this new regime the void fraction and height of the bed are increased, this behaviour is called homoge- neous fluidization or smooth fluidization Figure 3.1.c. In gas–solid systems this kind of fluidization is observable only in special conditions, as high pres- sure, and with solid particles very fine and light. If instead the fluid is a gas and the particles have a greater mean diameter6 all gas in excess that needed to just fluidize the bed, is subdivided in a series of bubbles. These are generated at the bed bottom and rise up through the solid phase, reaching the bed surface. Coalescence and splitting phenomena govern the complex dynamic of such a system, this regime is known as bubbling or aggregative fluidization Figure 3.1.d. The superficial fluid velocity to which the first bubble appears is called minimum bubbling velocity umb. The bubbles can grow up to assume dimensions comparable with vessel diameter, especially in narrow columns, this regime is indicated like slugging Figure 3.1.e, and the superficial gas velocity at which this happens is called minimum slugging velocity ums. According to particles size, two kind of slugs can be distinguished, respectively axial slugs 3.1.e and fat slugs 3.1.f. In the first one the solid phase tends to move close to vessel walls, turning 5Group A of Geldart classification [22] 6Group B of Geldart classification [22] 14
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CFD Modelling of Fluidized Bed Reactors

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Informazioni tesi

  Autore: Guido Saccone
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2003-04
  Università: Università degli Studi di Napoli
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Chimica
  Relatore: Piero Salatino
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 334

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Parole chiave

bubbling
computational fluid dynamics
devolatilization
fluidized bed
granular kinetic theory
slugging

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