Rotary cylinders: Transverse bed motion prediction by rheological analysis

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Abstract

A method for predicting the transverse motion of a granular bed in a rotary cylinder is proposed, based on a non-Newtonian rheological model of the pseudo-plastic type, i.e. with a flow behaviour index (n) between 0 and 1. For a good simulation of bed motion, the model must be able to adequately reproduce the bed velocity profile in both the upper (downward flowing) and the lower (upward moving) zones. It is shown that to do so there is the need to adjust not only the consistency index K but even more importantly the flow behaviour index, n. The mass and momentum conservation equations are solved by the CFD code FLUENT. The model is applied to the simulation of the motion of an alumina bed and the computed results compared with experimental data.

Abstract

On propose une méthode de prédiction du mouvement transversal d'un lit de particules dans un cylindre rotatif, basée sur un modèle rhéologique non-Newtonien du type pseudo-plastique, i.e. avec indice de comportement n entre 0 et 1. Pour bien représenter ce mouvement, le modéle doit pouvoir reproduire les profils de vitesse dans les deux zones du lit, soit la zone supérieure (où les particules descendent) et la zone inférieure (où elles remontent). On montre que pour ce faire, il faut ajuster non seulement l'indice de consistance K mais aussi et surtout l'indice de comportement n, donc un modèle pseudo-plastique est requis. Les équations de conservation de la masse et du mouvement son résolues à l'aide du logiciel FLUENT. Le modèle est utilisé pour simuler le mouvement d'un lit d'alumine et les résultats calculés sont comparés avec l'expérience.

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