Investigation of Heat and Mass Transfer in a Two-Dimensional Fluidized Bed

การศึกษาการถ่ายโอนความร้อนและการถ่ายโอนมวลสารภายในฟลูอิไดซ์เบดแบบสองมิติ

Name: Sumol Sae-Heng

Name: สุมล แซ่เฮง

keyword: Heat Transfer

Abstract: Fluidized beds are widely used in many industries since they are effective in both mixing and drying. The distinct element method (DEM) has recently received more attention for investigating the phenomena of multi phase flow because the technique is effective in gathering detailed information on the complex phenomena without physically disturbing the flows. However, most studies have focused on the aerodynamics of the particles. In this study, a combined CFD-DEM model, which allows prediction of gas and particle temperature profiles and heat transfer coefficients in a two-dimensional fluidized bed, was developed. The predicted results were compared with the experimental results at the superficial gas velocity of 2.04, 2.22 and 2.41 m/s and at the controlled inlet temperature of 343 K. Based on the comparison between the predicted and experimental results, it was found that the developed model performed adequately in predicting the gas temperature profiles, while the predicted particle temperature profiles were higher than the experimental data. The predicted heat transfer coefficient was slightly higher than the experimental data. However, the predicted and the experimental results had a similar trend in which the heat transfer coefficient increased as a function of an increase in superficial gas velocity. In addition, the minimum fluidization velocity predicted by the developed model agreed well with the experimental data. Such predictions can provide essential information on temperature and heat transfer coefficients inside the fluidized bed for design and scaleup. Furthermore, the calculated mass transfer coefficient decreased with an increase in superficial gas velocity.

Abstract: ฟลูอิไดซ์เบดถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในหลายอุตสาหกรรมอย่างมีประสิทธิภาพ ทั้งในการผสมและ การอบแห้ง วิธีดิสตินอิลิเมนต์ (Distinct Element Method, DEM) ได้รับการยอมรับและเป็นที่สนใจอย่าง ยิ่งในการศึกษาพฤติกรรมของการไหลแบบหลายสถานะ เนื่องจากเทคนิคนี้สามารถเก็บรายละเอียด ข้อมูลของการไหลที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่รบกวนลักษณะทางกายภาพของการไหล การศึกษาโดยส่วนใหญ่จะเน้นทางด้านอากาศพลศาสตร์ของอนุภาค ในงานวิจัยนี้ได้พัฒนาแบบจำลอง การคำนวณพลศาสตร์ของไหลร่วมกับวิธีดิสตินอิลิเมนต์ (CFD-DEM) เพื่อใช้ทำนายการกระจาย อุณหภูมิของแก๊สและอนุภาค ตลอดจนค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนในฟลูอิไดซ์เบดแบบสอง มิติ ผลการทำนายจะถูกนำมาเปรียบเทียบกับผลการทดลองที่ความเร็ว 2.04, 2.22 และ 2.41 m/s โดย ควบคุมอุณหภูมิทางเข้าไว้ที่ 343 K จากการเปรียบเทียบผลการทำนายกับผลการทดลองพบว่า แบบจำลองที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถทำนายการกระจายอุณหภมิของแก๊สได้ดี ในขณะที่การกระจาย อุณหภูมิของอนุภาคมีค่าสูงกว่าการทดลองเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม ผลการทำนายและผลการทดลองมี แนวโน้มไปในทางเดียวกัน โดยค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนเพิ่มขึ้นตามความเร็วของแก๊สที่ เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ค่าความเร็วต่ำสุดที่ทำให้เกิดฟลูอิไดเซชันที่ทำนายได้จากแบบจำลองที่พัฒนาขึ้นนี้ มีความสอดคล้องข้อมูลผลการทดลองเป็นอย่างดี ซึ่งการทำนายนี้ยังสามารถนำไปใช้หาอุณหภูมิและค่า สัมประสิทธิ์การถ่ายโอนความร้อนในฟลูอิไดซ์เบดเพื่อการออกแบบและขยายขนาดได้อีกด้วย นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนมวลที่ได้จากการคำนวณมีค่าลดลงตามความเร็วของแก๊สที่เพิ่มขึ้น

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library.

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Thanit Swasdisevi

Role: Advisor

Created: 2010

Modified: 2011-03-27

Issued: 2011-03-15

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: ET835

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Energy Technology

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

©copyrights King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ET835.pdf	2.93 MB	106	2026-05-26 18:16:01
2	ET835ab.pdf	81.66 KB	45	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.037908 วินาที