Výzkum fluidizace v dopravních a skladovacích systémech

Abstract

Motivací, jenž mě vedla k zahájení vědeckého bádání a tedy i ke vzniku práce, byla paradoxně nevědomost. Nevědomost v tom smyslu slova, že jsem žil v domnění, že téma „Výzkum fluidizace v dopravních a skladovacích systémech“ je neprozkoumanou oblastí. Žil jsem v tomto domnění do doby, než jsem se o Fluidizaci začal hlouběji zajímat. Další motivací byl upřímný zájem rozšířit si znalosti chování částic pevné hmoty, na něž působí proud plynu s cílem částice nadzvednout a udržet ve vznosu. Primární problém, který je předmětem řešení, je tedy chování vrstev pevných částic (lože) jakožto celku, které jsou uzavřeny ve vertikálních celách o rozdílném příčném průřezu. Vrstvy částic jsou zespodu provzdušňovány různě definovanými průtoky plynného média. Jedná se tedy o zkoumání rozdílného chování provzdušněných částic pevné hmoty. Působením vzestupného proudu plynného média dochází k rozdílným režimům v chování lože částic a to od nehybné vrstvy až po pneumatický transport. Cílem práce je zjistit, která z navržených vertikálních cel je vhodná pro určitý daný režim chování lože částic. K řešení problému sledování režimů chování bylo použito experimentálního zařízení. Chování materiálu uvnitř tohoto experimentálního zařízení bylo verifikováno namodelováním pomocí programu Ansys Fluent. Dosažené výsledky řešení ukazují, že vertikální cela s pravidelným pětiúhelníkovým příčným průřezem vykazuje nejlepší vlastnosti určené k maximální fluidizaci s minimální (minimálním přísunem energie) tlakovou ztrátou, tudíž je tento typ cely vhodný jak pro zařízení, které je určeno pro fluidizaci, ale i pro pneumatickou dopravu. Naopak vertikální cela s pravidelným trojhranným příčným průřezem vykazuje vlastnost hodnou nejlepšího adepta pro využití ve skladování sypkých hmot, protože má míru největší mezerovitosti mezi částicemi, proto i nejmenší pravděpodobnost tvoření kleneb. Poznatky získané tímto výzkumem mohou být využity jak v oblasti skladování, tak i v oblasti dopravy částic pevné hmoty, ale také k návrhu zařízení sloužících k výraznějšímu provzdušnění částic pevných hmot v zásobnících s následnou dopravou.

Motivation, that supports the initiation of scientific research and thus to the formation of the work, was a lack of knowledge or information paradoxically. The lack of knowledge or information in the sense that I lived in the belief that the "Research fluidization in Transport and Storage Systems" is an unexplored area. I have lived in this belief until I was studying the fluidization problems himself deeper in. Another motivation was sincere interested in expanding their knowledge of the behavior of particles of solid matter on which operates the gas stream in order to raise and maintain the particles in suspension. The primary problem that is being solved, thus the behavior of layers of solid particles (bed) as a unit which is enclosed in vertical cells of different cross section. The layers of particles and bottom are defined differently aerated flow of the gaseous medium. It is an examination of the different behavior of aerated particulate solid. Treatment upward flow of the gaseous medium thus the different modes of behavior of the bed particles and from fixed bed to pneumatic transport. The goal is to determine which of the proposed vertical faces is suitable for a given mode of behavior particle bed. To solve the problem of tracking modes conduct an experimental apparatus. The behavior of the material within this experimental device has been verified by scaling using Ansys Fluent. Achievements solution show that the vertical cell with a regular pentagonal cross section, has the best properties for fluidization to the maximum with a minimum (minimum energy input) pressure loss, so this type of cells suitable for a device which is intended for fluidization but also for pneumatic transport. Conversely vertical cell with a regular triangular cross-section showing the property worthy of the best aspirant for use in the storage of bulk materials because it has the highest rate of the voids between particles, and therefore least likely to creating vaults. The findings obtained in this research can be used both in storage and in transport of particles of solid matter, but also to design equipment for significant airing of solid particles in tanks with subsequent transport.