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A three-dimensional model for simulating the maldistribution of liquid flow in random packed beds

Authors


Abstract

The hydrodynamic characteristics of liquid flow in a packed column are studied using model equations that are based on the volume average concept. The objective is to track radial variations in flow rates (or maldistributions) on a scale smaller than the equipment scale, but larger than the scale of the packing. Such models remain valid on a wide range of scales. Once a number of parameters such as voidage and permeability are determined, the model could be used for scale up purpose. We present the results of two and three dimensional simulation using a computational fluid dynamics solver. For several different inlet distributions, the development of flow patterns and the formation of the natural flow patterns near the wall are simulated. The simulation results on wall flow patterns are in reasonably good agreement with published experimental data.

Abstract

Les caractéristiques hydrodynamiques de l'écoulement liquide dans une colonne garnie sont étudiées à l'aide d'équations s'appuyant sur le concept de la moyenne des volumes. Le but consiste à suivre les variations radiales dans les débits (ou les mauvaises distributions) à une échelle plus petite que celle de l'équipement mais plus grande que celle du garnissage. De tels modèles restent valables pour une vaste gamme d'échelles. Une fois un certain nombre de paramètres déterminés, tels le degré de vide et la perméabilité, le modèle peut servir à des fins d'extrapolation. Nous présentons les résultats d'une simulation biet tridimensionnelle réalisée par un logiciel de CFD. Le développement des profils d'écoulement et la formation des profils d'écoulement naturels près de la paroi sont simulés pour différentes distributions à l'entrée. Les résultats de la simulation sur les profils d'écoulement à la paroi montrent un accord raisonnable avec des données expérimentales publiées.

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