Badania

Mapa strony:

• Eksperymentalne i numeryczne badania wielofazowych przepływów typu fluid-solid
• Eksperymentalne i numeryczne badania ośrodków porowatych
• Eksperymentalne i numeryczne badania przepływów niestacjonarnych
• Eksperymentalne i numeryczne badania wielofazowych przepływów z wymianą mas i kawitacją

• Publikacje

Eksperymentalne i numeryczne badania wielofazowych przepływów typu fluid-solid

Temat realizowany od jesieni 2005 roku, w związku z nawiązaniem współpracy z prof. M. Markowskim (dotyczącej minn. grantu badawczego nr 2 P06T 062 27). Po zakończeniu grantu badam i rozszerzam temat we własnym zakresie. Obecnie zrealizowane prace:

• badania podstawowe:
  • rozpoznanie zagadnień dotyczących złóż fluidalnych
  • rozpoznanie teorii dotyczącej Wielofazowego Modelu Eulera (WME)
  • nauka stosowania WME w pakiecie FLUENT
  • nauka stosowania w pakiecie FLUENT funkcji użytkownika (współczynnik wymianu pędu, profil prędkości)
  • poszukiwania alternatywnego oprogramowania (pakiet MFIX)
• badania dotyczące fontannowych suszarek do ziarna (współpraca z prof. Markiem Markowskim z UWM oraz badania własne):
  • opracowanie modelu komputerowego fontannowej suszarki do ziarna
  • przeprowadzenie weryfikacji modelu symulacyjnego na podstawie eksperymentu
  • testowanie wrażliwości modelu komputerowego
  • opracowanie wskaźnika wrażliwości modelu
  • badania przeglądowe dotyczące doboru modelu interakcji w równaniu bilansu pędu
  • badania przeglądowe dotyczące znaczenia i stosowania współczynnika sferyczności - propozycje nowego ujęcia zagadnienia
  • badania przeglądowe dotyczące tzw. funkcji przełączającej modelu Gidaspowa - propozycje nowego ujęcia zagadnienia
  • badania przeglądowe dotyczące współczynnika oporu i funkcji korygującej współczynnik oporu
  • badania dotyczące profili parametrów na wlocie do komory suszenia na wyniki symulacji
  • podsumowanie zasad modelowania złóż fontannowych w zakresie dynamiki
  • symulacje pracy suszarki fontannowej z uwzględnieniem przepływu ciepła - porównanie z eksperymentem bazowym
• poszukiwania innych zastosowań WME:
  • modelowanie transportu granulatu na przenośniku tasmowym (jest wykonane stanowisko)
  • rozpoznanie możliwości modelowania płuczki kolumnowej do ziaren cottage-cheese

Rys 1. Schemat fluidalnego złoża fontannowego

Złoże fluidalne jest to układ cząstek stałych przez który przepuszcza się od dołu gaz z prędkością na tyle dużą, że siły oporu cząstek równoważą siłę grawitacji - cząstki zaczynają się unosić, a całe złoże przypomina wrzącą ciecz (b). Takie zjawisko nazywane jest fluidyzacją. Jeżeli prędkość gazu będzie zbyt mała, fluidyzacja nie nastąpi - przepływ będzie typowym przepływem prze ośrodek porowaty (a). Jeżeli gaz zostanie skupiony w wąską strugę, fluidyzacja odbędzie się miejscowo. Wówczas, przy odpowiednio dużej prędkości gazu, cząsteczki zostaną wyrzucone w górę, a następnie opadną z dala od osi strumienia gazu. Poruszające się cząsteczki ułożą się w kształt fontanny. Stąd też tego rodzaju złoże fluidalne nazywane jest złożem fontannowym (c).

Rys 2. Suszarka fontannowa do ziarna: porównanie rozkładu fazy stałej dla różnych prędkości wlotowych

Rys 3. Suszarka fontannowa do ziarna: schemat urządzenia i porównanie struktury fontanny

Animacje: testy liczby wyniarów przestrzeni obliczeniowej (poprawny wynik jest tylko dla geometrii osiowosymetrycznej)

Rys 4. Suszarka fontannowa do ziarna: porównanie wysokości fontanny uzyskanej symulacyjnie i eksperymentalnie

Rys 5. Modelowanie płuczki płucząco-chłodzącej (współpraca z firmą TEWES-BIS z Barczewa)

Rys 6. Próba modelowania transportu materiału sypkiego na przenośniku taśmowym