Advertisement

Co-current descending two-phase flows in inclined packed beds: Experiments versus simulations

Authors


Abstract

The effect of inclination angle of a packed bed on its corresponding gas–liquid flow segregation and liquid saturation spatial distribution was measured in co-current descending gas–liquid flows for varying inclinations and fluid velocities, and simulated using a two-phase Eulerian computational fluid dynamics framework (CFD) adapted from trickle-bed vertical configuration and based on the porous media concept. The model predictions were validated with our own experimental data obtained using electrical capacitance tomography. This preliminary attempt to forecast the hydrodynamics in inclined packed bed geometries recommends for the formulation of appropriate drag force closures which should be integrated in the CFD model for improved quantitative estimation.

Abstract

Résumé: Nous analysons l'effet de l'angle d'inclinaison d'un milieu poreux soumis à un écoulement biphasique gaz-liquide de haut en bas. L'analyse s'est attardée en particulier sur l'aptitude à la ségrégation gaz-liquide et l'évolution de la saturation liquide en fonction de l'angle d'inclinaison et des vitesses de fluides. Une analyse théorique du phénomène de ségrégation y est effectuée par simulation de type mécanique des fluides numérique selon une approche Eulérienne de l'écoulement biphasique dans l'espace poreux du milieu granulaire. Un début de validation des simulations est discuté sur la base de la distribution spatiale des saturations liquides mesurées par tomographie électrique à capacitance. Les premières conclusions de ce travail montrent l'inadéquation relative des lois de fermeture sur les forces de frottement telles qu'elles ont été formulées pour les écoulements biphasiques descendants verticaux; ce qui requiert des efforts futurs à développer des lois de frottement plus adaptées aux géométries biphasiques inclinées.

Ancillary