ผลของอัตราการไหลอากาศต่อโพรไฟล์ความเร็วอนุภาคในฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการทดลองในเครื่องฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางและความสูงของไรเซอร์เท่ากับ 5 และ 200 ซม. ตามลำดับ ที่อุณหภูมิและความดันปกติ มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาอุทกพลศาสตร์ของเม็ดแก้ว และเม็ดแก้วที่อยู่ในของผสมระหว่างเม็ดแก้วกับแกลบ ขนาดและความหนาแน่นของเม็ดแก้วเท่ากับ 47 ไมครอนและ 2400 กก. ต่อ ลบ.ม. การวัดความเร็วของอนุภาคทำได้โดยใช้กล้องความเร็วสูงและโปรแกรมวิเคราะห์ภาพ ในส่วนแรกเป็นการทดลองเพื่อหาผลของความเร็วอากาศที่มีต่อรูปแบบการไหลของของแข็งพบว่า ความเร็วอากาศที่ใช้จำแนกรูปแบบการไหลคือ ความเร็วหลุดลอยส่งผ่าน ความเร็วที่ทำให้เกิดคอร์-แอนนูลัส และความเร็วน้อยที่สุดที่ทำให้เกิดนิวเมติก เนื่องจากความเร็วอากาศที่ใช้ในงานวิจัยนี้คือ 7, 8 และ 9 เมตรต่อวินาที ทำให้เม็ดแก้วในไรเซอร์มีรูแบบการไหลเป็นแบบ ฟลูอิไดเซชันความเร็วสูง คอร์-แอนนูลัส และเบดเบาบางแบบสม่ำเสมอตลอดทั้งไรเซอร์ ตามลำดับ ผลการทดลองในส่วนที่ 2 พบว่ามีความสูงเท่ากับ 110 ซม. เมื่อความเร็วอากาศน้อย ความเร็วของเม็ดแก้วมีค่ามากที่สุดบริเวณกึ่งกลางของไรเซอร์และค่อยๆ ลดลงเมื่อเข้าใกล้ผนัง แต่เมื่อเพิ่มความเร็วอากาศให้มากขึ้น ความเร็วของเม็ดแก้วมีค่าใกล้เคียงกันที่ทุกตำแหน่งตามแนวรัศมี และเมื่อใช้แผ่นสีวางหน้าแหล่งกำเนิดแสงเพื่อกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ของเม็ดแก้ว พบว่าเม็ดแก้วที่เคลื่อนที่ลงมีความเร็วคงที่ไม่ขึ้นกับสภาวะที่ใช้ในการทดลอง ผลการทดลองในส่วนสุดท้าย พบว่าความเร็วของเม็ดแก้วที่อยู่ในของผสม ระหว่างเม็ดแกวและแกลบบริเวณส่วนล่างและส่วนกลางไรเซอร์มีค่าต่ำกว่าความเร็ว ของเม็ดแก้วในการทดลองที่ใช้เม็ดแก้วเป็นเบดเพียงอย่างเดียว แต่ที่บริเวณส่วนบนของไรเซอร์พบว่า ความเร็วของเม็ดแก้วในของผสมมีค่าใกล้เคียงกับความเร็วของเม็ดแก้ว ในการทดลองที่ใช้เม็ดแก้วเป็นเบดเพียงอย่างเดียว