CFD simulation of two- and three-phase flow in FCC reactors
Notice bibliographique
Résumé
Liquid distribution and evaporation in Fluid Catalytic Cracking (FCC) reactors are investigated numerically. The well-documented inaccuracy of conventional two-fluid modeling of hydrodynamics in fluidized beds of Geldart Group A particles is revisited. A new force-balance (FB) sub-grid-scale model, introduced and applied to the conventional Wen-Yu drag correlation, analyzes the balance of van der Waals, drag, gravity and buoyancy forces. It predicts formation of agglomerates inside the bed, updating the drag calculations by applying a correction factor to the conventional drag models. Good predictions are obtained of fluidization regimes and bed expansion, and there is promising agreement with experimental time-average radial voidage profiles reported by Dubrawski et al. (2013). Good quantitative agreement between discrete element models (DEM) and two-fluid predictions of minimum bubbling velocity is also observed when the model is used to predict minimum bubbling velocity, in contrast to the predictions from a non-cohesive, Wen-Yu model. Liquid injection experiments on a lab-scale fluidized bed were conducted, at the Institute of Chemical and Fuels from Alternative Sources (ICFAR) in London, Ontario to study the distribution, as well as the penetration, of liquid into catalyst pores. The results shed light on complexities involved in the injection zone to understand the effect of superficial gas velocity on evaporation and imbibition of liquid into particle pores. A methodology is developed to couple and incorporate existing liquid imbibition (into particle pores) models with evaporation models in the CFD code. The results are compared to another set of lab-scale experiments conducted at the British Columbia Research Institute (BCRI) facilities in Burnaby, BC. Simulation results demonstrate that CFD models can capture correct qualitative behavior of liquid injection and evaporation inside the bed. However, quantitative deviations revealed the likely effect of hydrodynamic properties on drying from both the liquid film around the particles and inside the pores. The deviations also imply that the assumption of convection- or diffusion-dominant drying might be unsuitable, and the two should be combined. Based on experimental results, a methodology is proposed to include the effect of hydrodynamic properties such as superficial gas velocity and particle impact velocity on drying.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».