Model investigations 3D of gas-powder two phase flow in descending bed with consideration radial distribution of flow

Investigaciones de modelos 3D de flujo bifásico gas-polvo en lecho descendente con consideración de la distribución radial del flujo

En este artículo se presentan los resultados de las investigaciones experimentales sobre la distribución radial de la acumulación de polvo en el lecho y la presión estática. Para realizar esta investigación se proyectó y construyó un modelo físico de flujo bifásico gas-polvo con lecho descendente. Se investiguen las cantidades de polvo "dinámico" y "estático" acumuladas en el lecho en función de la velocidad del gas y de las partículas del lecho. En el modelo 3D se midió el polvo "estático" (con su distribución radial) en el nivel de la tobera y en la parte superior del lecho. Se definió la influencia de las partículas del lecho, el polvo y la distribución radial del gas en los valores de las fuerzas de interacción entre las fases de flujo en el sistema investigado.

INTRODUCCION

En las condiciones reales de trabajo de los hornos de cuba metalúrgicos los procesos se llevan a cabo con la participación de muchas fases (gases, partículas empaquetadas y en polvo, líquidos). En este sistema multifásico, el movimiento de las partículas desempeña el papel y afecta dominante al flujo de las fases restantes, influyendo en la eficiencia y eficacia de los procesos llevados a cabo en los hornos de cuba. Las perturbaciones del flujo aparecen con mayor frecuencia en las unidades que trabajan con un flujo de gas no uniforme causado por el cambio del coeficiente de vacío del lecho a lo largo del radio del reactor. En el estudio [1] se dijo la clara influencia de la distribución radial del lecho en la interacción entre las fases del flujo. La distribucion radial no uniforme del polvo retenido en el lecho influye fuertemente en el flujo de todas las fases. Las investigaciones descritas en la literatura, relativas al flujo de gas con polvo en lecho móvil, considerando la distribución radial del lecho [1-4], se realizan utilizando el modelo plano 2D.

Los modelos 2D proporcionan una excelente visualización de los fenómenos que ocurren. La visualización en 3D es mucho más difícil, pero refleja mejor las condiciones reales. Como está escrito en la literatura[5] los resultados obtenidos de ambos modelos pueden diferir. En el Departamento de Metalurgia de la Universidad Tecnológica de Silesia se han llevado a cabo investigaciones de modelos de procesos metalúrgicos[6-8]. El problema del flujo bifásico gas-polvo en lecho ha sido investigado por el autor. Ahora, el autor investiga el sistema gas-polvo-lecho móvil considerando la distribución radial del flujo.

INSTALACIÓN Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Se ha proyectado y construido un modelo físico 3D para realizar las investigaciones del flujo de gas-polvo bifásico a través del lecho descendente. La figura 1 presenta un esquema del sistema de investigación.