A study of solid behavior in spouted beds using 3-D particle tracking

Authors

  • David Roy,

    1. Département de génie chimique, École Polytechnique de Montréal, Case Postale 6079, Succursale Centre-ville, Montréal, Québec, Canada H3C 3A7
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  • Faiçal Larachi,

    1. Département de génie chimique, École Polytechnique de Montréal, Case Postale 6079, Succursale Centre-ville, Montréal, Québec, Canada H3C 3A7
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  • Robert Legros,

    1. Département de génie chimique, École Polytechnique de Montréal, Case Postale 6079, Succursale Centre-ville, Montréal, Québec, Canada H3C 3A7
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  • Jamal Chaouki

    Corresponding author
    1. Département de génie chimique, École Polytechnique de Montréal, Case Postale 6079, Succursale Centre-ville, Montréal, Québec, Canada H3C 3A7
    • Département de génie chimique, École Polytechnique de Montréal, Case Postale 6079, Succursale Centre-ville, Montréal, Québec, Canada H3C 3A7
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Abstract

A non-invasive γ-ray emission system, employing eight NaI detectors, has been developed to follow the motion of a single radioactive particle in a three-dimensional spouted bed reactor. The count-rates measured simultaneously by the detectors are converted into tracer coordinates (x, y, z) using a pre-established calibration model which accounts for every physical and geometrical aspects involved in the spouting facility. Typically four hundred thousands successive coordinates, obtained over 3.5 hours of particle tracking, are used for determining the average particle velocity field and other hydrodynamic quantities such as the cycle time distribution, the spout shape and the solid exchange distribution at the spout boundary, which could not be evaluated accurately using any available techniques.

Abstract

Une méthodologie nucléaire non-intrusive, employant huit détecteurs à scintillation, a été mise au point pour l'étude de la circulation du solide dans les lits à jet tridimensionnels par la poursuite d'une particule radioactive. Les comptages de photons mesurés simultanément par les détecteurs sont convertis en coordonnées cartésiennes (x, y, z) avec un modèle préétabli de calibration qui décrit les interactions des photons avec les détecteurs et le réacteur. Après avoir accumulé typiquement quatre cent mille coordonnées successives sur une période de 3.5 heures, ces données sont utilisées pour quantifier une variété de propriétés hydrodynamiques du solide jusque là inaccessible non-intrusivement. Cet article présente les résultats préliminaires obtenus sur le champ moyen de vitesse du solide, les distributions des temps de circulation des particules et d'échange du solide à la paroi du jet et la morphologie du jet.

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