Tesis doctoral de Sergio Sanchez Delgado
Actualmente existen multitud de procesos en las que se pueden encontrar reacciones sólido-gas. Los reactores de lecho fluidizado se muestran como uno de los sistemas más adecuados para este tipo de reacciones debido a su alta capacidad de mezcla por unidad de volumen. Precisamente ésta característica hace que en los lechos fluidos presenten diferentes longuitudes de escalas haciendo muy compleja su modelización, de ahí la importancia de los estudios fundamentales sobre lechos fluidos a la hora de ayudar en el modelado y diseño de este tipo de reactores. de entre los diferentes campos de investigación en los lechos fluidos, esta tesis se centra en el estudio experimental de la dinámica de un lechos fluido bidimensional mediante el uso de sondas de presión así como de técnicas no intrusivas de medida basadas en la velocimetría por imágenes de partículas (piv) y en análisis digital de imágenes (dia), para diferentes condiciones de operación. En concreto, se ha utilizado la técnica dia para el tratamiento digital de las imágenes capturadas mediante una cámara de alta velocidad , pudiendo así hacer una clara separación entre la fase densa y la fase burbuja, caracterizando las burbujas mediante su diámetro equivalente, posición de centro de masas y velocidad. La técnica dia permite además observar de manera detallada los fenómenos de formación, crecimiento y coalescencia de las burbujas a lo largo del lecho. Además, para caracterizar la influencia de la burbuja sobre la fase densa, se ha utilizado la técnica de piv para medir la velocidad de ésta. esta tesis aporta resultados relevantes con el objetivo de ayudar a entender mejor la interacción entre ambas fases del lecho para diferentes condiciones de operación, tipos de distribuidor, altura de lecho fijo, tamaño de partícula y espesor del lecho. como resultado novedoso se ha calculado el tiempo de recirculación medio de las partículas del lecho, pudiendo así definir el grado de mezcla del reactor. Este trabajo también estudia la influencia del tamaño del espesor del lecho en la velocidad de mínima fluidización, ya que éste valor es uno de los parámetros de diseño más importantes. también se ha calculado la región de influencia que una burbuja provoca a su paso en la fase densa, identificando y midiendo el movimiento de los sólidos alrededor de la burbuja. se ha establecido una relación entre el tamaño y velocidad de la burbuja con la disipación de energía cinética en la fase densa, esta relación está directamente relacionada con los procesos de degradación de la materia. Este fenómeno es de gran importancia ya que la degradación de la fase densa genera partículas de menor tamaño y esto influye directamente en el comportamiento general del lecho. en esta tesis también se ha investigado la influencia de la distribución de orificios a lo largo del distribuidor. Se ha comprobado que dos distribuidores multi-orificio homogéneamente distribuidos, con la misma perdida de carga pero diferente disposición de orificios, generan, bajo las mismas condiciones de operación, la misma respuesta dinámica del lecho. Podemos entonces concluir que para las condiciones de operación de este trabajo y una distribución de gas uniforme, el comportamiento global del lecho fluido no depende de la disposición de orificios a lo largo del distribuidor.
Datos académicos de la tesis doctoral «Two dimensional fluidized bed dynamics«
- Título de la tesis: Two dimensional fluidized bed dynamics
- Autor: Sergio Sanchez Delgado
- Universidad: Carlos III de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 05/02/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Domingo Santana Santana
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Jorge Xiberta bernat
- david Pallarés tella (vocal)
- Juan José Hernandez adrover (vocal)
- pedro Ollero de castro (vocal)