Gas mixing in conical spouted beds

Lokal gaz hızı ölçümleri, iki küçük ölçekli (Dc = 150 mm, γ = 30º, 60º) ve bir büyük ölçekli (Dc = 250 mm, γ = 66º) konik tabanlı taşkın yataklarda Pitot tüpü kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde zirkonya (𝛒p = 6050 kg/m3), zirkonya ile sertleştirilmiş alümina (𝛒p = 3700 kg/m3) ve cam boncuk (𝛒p = 2460 kg/m3) olmak üzere üç farklı parçacık kullanılmıştır. Halka bölgesindeki hızların belirlenmesi için Pitot tüpün dikkatli kalibrasyonu, taşkın yatağın halka bölgesindeki akış koşullarını temsil eden ayrı bir gevşek dolgulu yatak düzeneğinde yapılmıştır. Eksenel konum, konik açı, yatak boyutu ve parçacık yoğunluğunun gaz hız profilleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Halka bölgesinden geçen hava miktarının eksenel mesafe ve parçacık yoğunluğu arttıkça artarken, konik açı arttıkça azaldığı gösterilmiştir. Gazın halka bölgesine dağılması, büyük ölçekli ünitede küçük ölçekli üniteye göre önemli ölçüde daha yüksek bulunmuştur. Küçük ölçekli konik tabanlı taşkın yataklarda geçekleştirilen lokal gaz hızı ölçümleri, konik tabanlı taşkın yatakların gaz karışım karakteristiğini ölçmek için bir gaz karışımı modelinde kullanılmıştır. Gaz karışım modelini çözmek için bir MATLAB kodu geliştirilmiş ve tüm çalışma koşulları için gaz dağılım katsayıları hesaplanmıştır. Sonuçlar, bu çalışmada elde edilen dağılım katsayılarının 10-2 mertebesine sahip olduğunu ve sabit yatakların dağılım katsayılarından yüksek, akışkan yatakların dağılım katsayılarından düşük ve silindirik taşkın yataklar ile benzer olduğunu göstermektedir. Ek olarak, Peclet sayısı ağır parçacıklara kıyasla hafif parçacıklar için konvektif transferin aksiyel dağılımdan daha dominant olduğunu ortaya koyan 0.56-7.84 aralığında bulunmuştur. Tüm sonuçlar mevcut korelasyonlarla karşılaştırılmış ve hem yerel gaz hızları hem de dağılım katsayısı için korelasyonların yüksek yoğunluklu parçacıklar için geçerli olmadığı kanıtlanmıştır.