Spout Shape Predictions in Spouted Beds

Authors


Abstract

A theoretical study to predict spout-annulus interface variation with bed level for different column geometries of spouted beds is proposed. A previous mathematical model (Krzywanski et al., 1989), developed for spout shape predictions in two-dimensional spouted beds, is here proposed to be applied also for cylindrical, conical or cone-based cylindrical columns. Its predictions depend on the average spout diameter and on the spout expansion angle. While there exists empirical equations available to estimate the first model parameter, the second one requires a rigorous stress analysis of the particles at the entrance of the bed. To avoid this difficulty, this work proposes a simple mathematical strategy to calculate the spout expansion angle. The reliability of this approach was checked by comparison with several experimental results obtained in cone-based cylindrical (Lim et al., 1974; Wu et al., 1987; He et al., 1998) and rectangular (Zanoelo, 1994) spouted beds.

Abstract

On propose une étude théorique pour prédire la variation de l'interface jet-espace annulaire en fonction du niveau de lit pour différentes géométries de colonnes de lits jaillissants. On utilise ici à un modèle mathématique antérieur (Krzywanski et al., 1989), développé pour prédire la forme du jet dans les lits jaillissants bidimensionnels, dans l'intention de l'appliquer aussi à des colonnes cylindriques, coniques ou à base conique. Les prédictions de ce modèle dépendent du diamètre moyen du jet et de l'angle d'expansion du jet. Bien qu'il existe des équations empiriques pour estimer le premier paramètre du modèle, le second nécessite une analyse de contrainte rigoureuse pour les particules à l'entrée du lit. Pour contourner cette difficulté, on propose dans ce travail une stratégie mathématique simple permettant de calculer l'angle d'expansion du jet. La fiabilité de cette approche a été vérifiée en comparant plusieurs résultats expérimentaux pour des lits jaillissants cylindriques à base conique (Lim et al., 1974; Wu et al., 1987; He et al., 1998) et rectangulaires (Zanoelo, 1994).

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