Hydrodynamic behaviour of a magneto airlift column in a transverse magnetic field

Authors

  • Zakaria Al-Qodah

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, Amman College for Engineering Technology, Al-Balqa” Applied University, P.O. Box 340558, Marka — Amman, Jordan
    • Department of Chemical Engineering, Amman College for Engineering Technology, Al-Balqa” Applied University, P.O. Box 340558, Marka — Amman, Jordan
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Abstract

The hydrodynamics of a three-phase airlift reactor of magnetic particles has been investigated in the presence of a transverse magnetic field. Experiments were carried out in two modes: applying the magnetic field to a static bed then increasing the field flow, and applying the magnetic field to a fluidized bed then increasing the magnetic field intensity. In magnetizing the first mode and parallel to the increasing gas superficial velocity, several bed regimes were observed, including: initial packed, stabilized, and fluidized beds. On the other hand, in magnetizing last mode and while increasing the magnetic field intensity, the fluidized bed changes from a fluidized to a stabilized to frozen bed. Bed expansion before the onset of fluidization increases as the magnetic field intensity increases. Minimum fluidization velocity was found to be strongly dependent on the magnetic field intensity and the minimum stabilization intensity was also strongly dependent on the gas velocity. The magnetic field intensity also affects the bed expansion hysteresis and the liquid circulation velocity. A photocell was used to measure the water circulation rate in the downcomer of the reactor.

Abstract

On a étudié l'hydrodynamique d'un réacteur à air ascendant triphasique de particules magnétiques, en présence d'un champ magnétique transversal. Des expériences ont été menées selon deux modes: (1) le champ magnétique est appliqué à un lit statique pour augmenter l'écoulement; (2) le champ magnétique est appliqué à un lit fluidisé pour accroitre l'intensité du champ magnétique. Dans le premier mode magnétisant, lorsqu'on augmente la vitesse superficielle de gaz, plusieurs régimes de lit ont été observés, comprenant des lits initiaux garnis, stabilisés et fluidisés. Par ailleurs, avec le deuxième mode de magnétisation, le lit fluidisé passe de l'état fluidisé à l'état stabilisé puis à l'état congelé quand on augmente l'intensité du champ magnétique. L'expansion du lit avant le début de la fluidisation augmente avec l'intensité du champ magnétique. On a trouvé que la vitesse de fluidisation minimale dépendait fortement de l'intensité du champ magnétique et que l'intensité de stabilisation minimale était fortement dépendante de la vitesse de gaz. L'intensité du champ magnétique influe également sur l'hystérèse d'expansion du lit et la vitesse de circulation du lit. On a utilisé une cellule photo-électrique pour mesurer la vitesse de circulation de l'eau dans la colonne descendante du réacteur.

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