The effect of non-uniform porosity in causing flow maldistributions in isothermal packed beds

Abstract

A formulation is developed for the flow of an incompressible fluid through a two dimensional packed bed having a spatially variable void fraction, through the statement of the Ergun Equation in a two dimensional system.

Computed results are presented for particular spatially distributed void fractions in the bed, which indicate that a lateral variation in the resistance to flow may cause appreciable flow maldistribution and “cross flow” effects.

This work is thought to be a first, necessary step in the quantitative understanding of channeling and by-pass phenomena in packed bed reactors.

On met au point une formule relative à I'écoulement d'un fluide incompressible dans un lit gami à deux dimensions et dans lequel il y a une fraction de vide à variable spatiale; on a employé, à cette fin, I'énoncé de I'équation d'Ergun dans un systéme à deux dimensions.

On présente les résultats calculés dans le cas de fractions de vide particuliéres, dans le lit, où la distribution est spatiale; ils indiquent qu'une variation latérale de la résistance à I'écoulement peut produire une distribution mauvaise et appréciable de I'écoulement et les effets d'un “courant croisé”.

On croit que le présent travail est la première étape requise pour avoir une idée quantitative des phénoménes de circulation et de déviation dans les réacteurs à lits garnis.