Radial nonuniformity index (RNI) in fluidized beds and other multiphase flow systems

Authors

  • Jing-Xu (Jesse) Zhu,

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Biochemical Engineering, University of Western Ontario, London, ON N6A 5B9
    • Department of Chemical and Biochemical Engineering, University of Western Ontario, London, ON N6A 5B9
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  • Samwel V. Manyele

    1. Department of Chemical and Biochemical Engineering, University of Western Ontario, London, ON N6A 5B9
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Abstract

The radial nonuniformity index (RNI) is a new non-dimensional index recently devised to quantify the extent of radial variations of flow parameters in fluidized beds and other multiphase flow systems. The index, defined as the ratio of the standard deviation of the given flow parameter in the radial direction to the maximum practically possible standard deviation of that particular parameter, is shown to be an excellent measure of the radial flow structure. This index allows the use of a single value to summarize the radial variation of a given flow parameter. The higher the value of the RNI the less uniform is the flow, and vice versa. Using this technique, radial distributions of local solids concentration and particle velocities from different circulating fluidized bed systems (gas-solid and liquid-solid, upflow and downflow) were examined. It has been found that the RNI can be confidently related to the flow conditions in the circulating fluidized beds, and more insight understanding has been achieved.

Abstract

L'indice de non-uniformité radiale (RNI) est un nouvel indice adimensionnel introduit récemment pour quantifier l'étendue des variations radiales des paramètres d'écoulement dans les lits fluidisés et autres systèmes d'écoulement multiphasiques. On montre que cet indice, défini comme le rapport entre I'écart type du paramètre d'écoulement donné dans la direction radiale et I'écart type maximum pratiquement possible de ce paramètre particulier, est une excellente mesure de la structure d'écoulement radial. Il permet I'utilisation d'une valeur unique pour décrire la variation radiale d'un paramètre d'écoulement donné. Plus la valeur de RNI est élevée, moins I'écoulement est uniforme, et vice-versa. À I'aide de cette technique, on a examiné les distributions radiales des concentrations de solides locales et des vitesses de particules pour différents systèmes de lits fluidisés circulants (gaz-solide et liquide-solide, ascendant et descendant). On a trouvé que le RNI pouvait ětre relié en toute confiance aux conditions d'écoulement dans les lits fluidisés circulants, ce qui permet de mieux comprendre ce problème.

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