PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Mezoskalowe modele przepływów wielofazowych w złożach fluidalnych

Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Meso-scale models of multiphase flows in fluidized beds
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W pracy przedstawiono popularne podejścia wykorzystywane do modelowania hydrodynamiki złóż fluidalnych. Omówiono w skrócie modele ujmujące skale zjawisk na poziomie pojedynczych ziaren oraz modele globalne pół-empiryczne i niskowymiarowe operujące często w skalach rzędu całego układu i często w stanie ustalonym. Szczególną uwagę poświęcono modelom mezoskalowym, opartym na zastosowaniu oprogramowania numerycznej mechaniki płynów. W tym przypadku omówiono podejście Euler-Euler oraz Euler-Lagrange o akronimie DDPM. Szczegółowo omówiono równania rozwiązywane w tych przypadkach oraz modele domykające pozwalające na uwzględnienie oddziaływań międzyfazowych oraz odziaływań pomiędzy ziarnami w fazie rozproszonej. Przedstawiono wyłącznie popularne modele interakcji międzyziarnowych bazujące na kinetycznej teorii przepływu materii granularnej (KTGF). Istnieje szereg zalet modelu hybrydowego Euler-Lagrange DDPM, które, wraz ze wzrostem liczby zastosowań tego ciągle rozwijanego podejścia, mogą spowodować, że stanie się on narzędziem w modelowaniu złóż fluidalnych w skali mezo.
EN
Popular approaches frequently used in modeling of fluidized beds’ hydrodynamics are presented in this paper. Micro scale models, taking into account scales smaller than the particles and global semi-empirical, low-dimensional and frequently steady state approaches have been briefly discussed. Meso-scale, CFD models bases on Eulerian-Eulerian (multi-fluid) and Eulerian-Lagrangian (DDPM) models have been discussed in more detail. Governing equations of the approaches have been presented and discussed and closing models describing allowing for taking the account of the inter-phase interactions as well as particle-particle interactions in scattered phase. Only the popular models of inter – grain relations have been presented based on the kinetic theory of granular flow (KTGF) have been discussed. There are several advantages of the hybrid Euler-Lagrange DDPM which, together with an increase in continuous application of the approach, can cause that it will become a tool in modeling of fluidized beds in a meso-scale.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
196--201
Opis fizyczny
Bibliogr. 35 poz., rys.
Twórcy
autor
  • Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej
autor
  • Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej
autor
  • Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej
autor
  • Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej
Bibliografia
  • 1. Basu P., Combustion and Gasification in Fluidized Beds. CRC Press, 2006.
  • 2. Myöhänen K., Hyppänen T., A three-dimensional model frame for modelling combustion and gasification in circulating fluidized bed furnaces. International Journal Of Chemical Reactor Engineering, 2011, 9, A25,
  • 3. Hadjiconstantinou N. G., The limits of Navier-Stokes theory and kinetic extensions for describing small-scale gaseous hydrodynamics. Physics of Fluids, 2006, 18, s. 111301.
  • 4. Weber M.W., Hrenya C.M., Square-well model for cohesion in fluidized beds. Chemical Engineering Science, 2006, 61, s. 4511.
  • 5. Reuge N., Cadoret L., Coufort-Saudejaud C., Pannala S., Syamlal M., Caussat B., Multifluid Eulerian modeling of dense gas–solids fluidized bed hydrodynamics: Influence of the dissipation parameters. Chemical Engineering Science, 2008, 63, s. 5540.
  • 6. Johansson K., van Wachem B.G.M., Almstedt A.E., Experimental validation of CFD models for fluidized beds: influence of particle stress models, gas phase compressibility and air inflow models. Chemical Engineering Science, 2006, 61, nr 5, s. 1705.
  • 7. Taghipour F., Ellis N., Wong C., Experimental and computational study of gas–solid fluidized bed hydrodynamics. Chemical Engineering Science, 2005, 60, s. 6857.
  • 8. Lun C., Savage S., Je_rey D., Chepurniy N., Kinetic theories for granular flow: inelastic particles in couette flow and slightly inelastic particles in a general flow field. Journal Fluid Mechanics, 1984, 140, s. 223.
  • 9. Gidaspow D., Multiphase flow and fluidization. Academic Press, Boston, MA, 1994.
  • 10. Syamlal M., The Particle-Particle Drag Term in a Multiparticle Model of Fluidization. DOE/MC/21353-2373, DE87 006500, 1987.
  • 11. Schaeffer D.G., Instability in the evolution equations describing incompressible granular flow. Journal of Differential Equations, 1987, 66, s. 61.
  • 12. Srivastava A., Sundaresan S., Analysis of a frictional–kinetic model for gas–particle flow. Powder Technology 2003, 129 (1-3), s. 72.
  • 13. Syamlal M., Rogers W., O'Brien T.J., MFIX documentation: theory guide Technical Report DOE/METC-94/1004(DE9400087), Morgantown Energy Technology Centre, Morgantown, West Virginia, 1994, On-line: http://www.mfix.org.
  • 14. Jenkins J.T., Savage S.B., A Theory for the Rapid Flow of Identical Smooth, Nearly Elastic, Spherical Particles. J. Fluid Mech., 1983, 130, s. 187.
  • 15. Louge M.Y., Mastorakos E., Jenkins J.T., The Role of Particle Collisions in Pneumatic Transport. J. Fluid Mech., 1991, 231, s. 345.
  • 16. Hrenya C.M.,. Sinclair J.L., Effects of Particle-Phase Turbulence in Gas-Solid Flows. AIChE J., 1997, 43, s. 853.
  • 17. van Wachem B.G.M., Schouten J.C., van den Bleek C.M., Krishna R., Sinclair J.L., Comparative Analysis of CFD Models of Dense Gas-Solid Systems. AIChE J., 2001, 47, s. 5.
  • 18. Huilin L., Gidaspow D., Bouillard J., Wentie L., Hydrodynamic Simulation of Gas-Solid Flow in a Riser Using Kinetic Theory of Granular Flow. Chemical Engineering Journal, 2003, 95, s. 1.
  • 19. Li J., Kwauk M., Particle-Fluid Two Phase Flow. Metallurgical Industry Press, Beijing, 1994.
  • 20. Li P., Lan X., Xu C., Wang G., C. Lu, Gao J., Drag models for simulating gas–solid flow in the turbulent fluidization of FCC particles. Particuology, 2009, 7, s. 269.
  • 21. Flour I., Boucker M., Numerical simulation of the gas-solid flow in the furnace of a CFB cold rig with ESTET-ASTRID code, in: J.R. Grace, J. Zhu, H. de Lasa (Eds.), Circulating Fluidized Bed Technology VII-Proceedings of the Seventh International Conference on Circulating Fluidized Beds. Canadian Society of Chemical Engineers, Ottawa, 2002, s. 467.
  • 22. Xiao X., Multi-dimensional modeling and experimental research on circulating fluidized bed boiler furnace. Ph.D. Dissertation, Tsinghua University, Beijing, 2006.
  • 23. Hartge E.U., Ratschow L., Wischnewski R., Werther J., CFD-simulation of a circulating fluidized bed riser. Particuology, 2009,7, s. 283.
  • 24. Zhang N., Lu B., Wang W., Li J., Virtual experimentation through 3D full-loop simulation of a circulating fluidized bed. Particuology, 2008, 6, s. 529.
  • 25. Zhang N., Lu B., Wang W., Li J., 3D CFD simulation of hydrodynamics of a 150MWe circulating fluidized bed boiler. Chemical Engineering Journal, 2010, 162, s. 821.
  • 26. Marchisio D.L., Pikturna J.T., Fox R.O.,. Vigil R.D, Barresi A.A., Quadrature Method of Moments for Population-Balance Equations. AIChE Journal, 2003, 49, s. 1266.
  • 27. Marchisio D.L., Fox R.O., Solution of population balance equations using the direct quadrature method of moments. Aerosol Science, 2005, 36, s. 43.
  • 28. Andrews M., O'Rourke P., The multiuid particle-in-cell (mp-pic) method for dense particulate flows. International Journal Multiphase Flow, 1996, 22 (2), 379.
  • 29. Snider D., An incompressible three dimensional multiphase particle-in cell model for dense particle flows. Journal of Computational Physics, 2001, 170, s. 523.
  • 30. O'Rourke P., Zhao P., Snider D., A model for collisional exchange in gas/liquid/solid uidized beds. Chemical Engineering Science, 2009, 64, s. 1784.
  • 31. Popoff B., Braun M., A Lagrangian approach to dense particulate flows. In International Conference on Multiphase Flow, Leipzig, Germany, 2007.
  • 32. Cloete S., Johansen S., Braun M., Popoff B., Amini S., Evaluation of a Lagrangian discrete phase modeling approach for resolving cluster formation in CFB risers. In 7th International Conference on Multiphase Flow, Tampa, FL, USA.
  • 33. Cloete S., Johansen S., Amini S., Performance evaluation of a complete Lagrangian KTGF approach for dilute granular flow modelling. Powder Technology, 2012, 226, s. 4352.
  • 34. Adamczyk W.P., Klimanek A., Kozołub P., Białecki R.A., Węcel G., Czakiert T., Comparison of the standard Euler-Euler and hybrid Euler-Lagrange approaches for modelling particle transport in a pilot-scale circulating fluidized bed experimental test-rig. Particuology, Published online: DOI:10.1016/j.partic.2013.06.008.
  • 35. Adamczyk W., Węcel G., Klajny M., Kozołub P., Klimanek A., Białecki R., Modeling of particle transport and combustion phenomena in a large-scale circulating fluidized bed boiler using a hybrid Euler-Lagrange approach. Particuology, In press - available online: http://dx.doi.org/10.1016/j.partic.2013.10.007.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-71c627ed-58db-4d84-bf35-2e4895f2e299
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.