Hydrodynamic characteristics of magnetically stabilized fluidized admixture beds of iron and copper particles

Authors

  • Satish C. Saxena,

    Corresponding author
    1. Multiphase Reactor Research Laboratory, Department of Chemical Engineering (M/C 110), The University of Illinois at Chicago, 810 S. Clinton Street, Chicago, IL 60607-7000, USA
    • Multiphase Reactor Research Laboratory, Department of Chemical Engineering (M/C 110), The University of Illinois at Chicago, 810 S. Clinton Street, Chicago, IL 60607-7000, USA
    Search for more papers by this author
  • Wei Y. Wu

    1. Multiphase Reactor Research Laboratory, Department of Chemical Engineering (M/C 110), The University of Illinois at Chicago, 810 S. Clinton Street, Chicago, IL 60607-7000, USA
    Search for more papers by this author

Abstract

Hydrodynamic characteristics of fluidized beds of pure iron (1416 μm), copper (934 μ) and their admixture (25, 50 and 75 mass %) particles when exposed to a uniform magnetic field collinear with the gas flow are investigated. Bed pressure-drop data taken as a function of increasing and decreasing gas velocities (up to about 8 m/s) for different values of magnetic-field intensity over a wide range (0 to 17 272 A/m) are employed to determine the superficial minimum bubbling and fluidization gas velocities at ambient temperature and pressure. The minimum bubbling velocity is found to increase with an increase in the value of the magnetic-field intensity, as well as with the mass fraction of magnetizable particles in the bed. These data are correlated with an empirical relation, as well as with a semi-theoretical expression. The bed voidage data are also generated and analyzed, as also the bed quality fluidization in terms of interparticle magnetic forces. These hydrodynamic properties of magnetically stabilized fluidized-bed reactors are useful in their design and operation for a variety of chemical and biochemical applications.

Abstract

On a étudié les caractéristiques hydrodynamiques de lits fluidisés de particules de fer pur (1416 um) et de cuivre pur (934 \im), puis de leur mélange (25, 50 et 75% en masse) lorsqu'elles sont exposées à un champ magnétique uniforme colinéaire avec le débit de gaz. On a employé des données de perte de charge de lit en fonction des vitesses de gaz croissant et décroissante (jusqu'à environ 8 m) pour une large gamme d'intensité de champ magnétique (0 à 17272 A/m) afin de déterminer le bullage superficiel minimum et les vitesses de gaz de fluidisation à la température et à la pression ambiante. On a trouvé que la vitesse de' bullage minimum augmentait avec la valeur de l'intensité du champ magnétique ainsi qu'avec la fraction de masse des particules magnétisables dans le lit. Ces données sont corrélées à une relation empirique et à une expression semi-théorique. Les données de vide de lit sont également calculées et analysées tout comme la fluidisation de qualité de lit en termes des forces magnétiquement stabilisés sont utiles dans leur conception et leur fonctionnement pour diverses applications chimiques et biochimiques.

Ancillary