Single and Two-Phase Hydrodynamics in Confined Vortex Technology

Promovendus/a: Kaustav Niyogi

Promotor(en): prof. Geraldine Heynderickx, prof. Guy Marin

Procesintensificatie door het creëren van een centrifugaalveld is een belangrijk aandachtspunt in de chemische industrie, met de bouw van energie-efficiënte en compacte eenheden. In dit werk wordt gas tangentieel geïnjecteerd door de mantel van een cilindrische geometrie, resulterend in een roterende stroming, en dus een centrifugaalveld. Een numerieke studie van de stromingspatronen in de vortexeenheid vormt het hoofddoel van deze thesis. De numerieke studie van de GVU (Gas Vortex Unit) berekent secundaire stromingspatronen: een zone met terugstroom; een zone met tegenstroom, als gevolg van het ontstaan van jetstromen. Als vaste deeltjes naar de vortexeenheid gevoed worden, wordt bij de wand een roterend bed aan deeltjes gevormd. De GSVU (Gas Solid Vortex Unit) is een centrifugaal wervelbed. Het gasdebiet en dus de doorvoer kan verhoogd worden zonder meesleuring van de deeltjes, wat resulteert in procesintensificatie. De slipsnelheid is hoog, gunstig voor transport van massa en warmte tussen beide fasen. De mogelijkheden voor procesintensificatie worden bevestigd. Het besluit van de uitgebreide numerieke studie is dat de vortextechnologie sterk potentieel heeft voor procesintensificatie. Het gebruik van vortextechnologie realiseert procesintensificatie door een verhoging van de doorvoer, en een toename van massa- en warmteoverdracht tussen de fasen door een hoge slipsnelheid.