Lokale eigenschappen van bellen in een gefluïdiseerd bed, gemeten met een optische probe

Bellen in een gefluïdiseerd bed zijn voor een groot deel verantwoordelijk voor de menging en hebben daarom een belangrijke invloed op de prestaties van zo'n bed als reactor of warmtewisselaar. In dit onderzoek is het gedrag en de grootte van bellen in een kolom met een diameter van 40 cm onderzocht. De kolom is gevuld met zand dat een deeltjesdiameter heeft van 0.2-0.5 mm. Bij de metingen is gebruik gemaakt van twee optische probes die werken volgens het principe van lichttransmissie. Met deze probes zijn lokale waarden van belfracties, belfrequenties, belsnelheden en beldoorsnijdingslengten gemeten. Uit de verdelingen van gemeten beldoorsnijdingslengten zijn de verdelingen van beldiameters berekend, en daaruit de gemiddelde beldiameters. Hoger in het bed en bij grotere superficiële gassnelheden zijn de bellen groter en hebben ze een grotere snelheid. Dit is in overeenstemming met bestaande theorieën. De belsnelheid neemt niet toe boven een bepaald maximum. Dit komt waarschijnlijk doordat de vorm van de bellen verandert bij hoge snelheid. Bij verschillende meetomstandigheden zijn lange tijdsignalen opgenomen. Hiervan zijn de autocorrelatiefuncties berekend. De tijden die horen bij een aantal karakteristieke punten in de autocorrelatiegrafieken zijn gekoppeld aan gemiddelde beldoorsnijdingslengten en belfrequenties. Deze koppeling is niet exact, maar geeft een redelijke schatting van de grootte van de parameters. Bij een vergelijking met rechtstreeks gemeten waarden van de beldoorsnijdingslengten blijkt dat de autocorrelatie-methode hiervoor een iets grotere waarde voorspelt. Daarnaast is de kruiscorrelatie bij tijdverschuiving nul berekend van signalen die gemeten zijn met probes die op een horizontale afstand van elkaar geplaatst zijn. Het verloop van de kruiscorrelatie, als functie van de onderlinge afstand, geeft een goede schatting van de gemiddelde helgrootte. Er is een eenvoudig model gemaakt, waarbij alleen bijdragen aan de kruiscorrelatie worden meegenomen van tijden waarop beide probes dezelfde bel aanprikken. Het model komt goed overeen met de gemeten waarden.Kramers Laboratorium voor Fysische TechnologieApplied Science