انتقال حرارت تک دانه کاتالیستی سه پر تحت تأثیر ديواره در این پژوهش مورد بررسی قرار می گیرد. برای شبیه سازی از نرم افزار کامسول 3/5 و برای اعتبارسنجی نتايج از داده های موجود در مراجع استفاده شد. نتايج نشان داد که ذره سه پر به واسطه نسبت سطح به حجم بالا نسبت به ذره کروی و استوانهای از نرخ انتقال حرارت بالاتری برخوردار است. همچنین اين نوع دانه به دلیل شکل خاص خود تلاطم بیشتری ايجاد می کند که اين خود دلیلی بر افزايش انتقال حرارت می باشد. در اين کار همچنین زاويه چرخش محوری دانه، حالت قرارگیری ذره در بستر (عمودی و افقی)، نسبت طول به قطر ذره سه پر، اثر ديواره بر دانه و حالت های مختلف چیدمان چند ذره در بستر بررسی و تحلیل شد. 

مقدمه

  در صنعت بسترهای پرشده به دلیل تکنولوژی ساده، راحتی عملیاتی در طراحی و هزينه کم به وفور استفاده می شوند. بسترها در صنايع شیمیايی و نفت در فرايندهای هیدروژناسیون، راکتورهای بسترقطره ای و ... کاربرد دارند. به واسطه اهمیت و کاربرد زیاد اين بسترها در صنايع، مطالعات زيادی روی آن انجام شده است. در اکثر مطالعات تجربی به واسطه دمای بالا، عدم دسترسی به محیط داخلی بسترها و ...، بررسی پديدها داخل اين بسترها غیر ممکن و يا بسیار پرهزينه بوده است. با پیشرفت تکنولوژی سخت افزاری و ساخت کامپیوترهای با سرعت بالا امکان شبیه سازی اين سیستم ها در مقیاس های بزرگتر روز به روز بیشتر گشته است.
   بر روی بسترهای شامل ذرات کروی و استوانه ای کارهای  زيادی انجام شده است. احمدی مطلق و همکاران به بررسی انتقال حرارت در بستر نامنظم شامل ذرات استوانه ای پرداختند. آن ها تأثیر ديواره بر ذرات را مشاهده و در نهايت رابطه ای برای ناسلت ارائه دادند. در کار ديگری که توسط احمدی مطلق و همکاران انجام شد، نحوه قرارگیری تک ذره های استوانه ای در بستر بررسی و روی انتقال حرارت آن بحث شد.
   در سری بعدی میرهاشمی و همکاران به بررسی انتقال حرارت برای بستری حاوی ذرات استوانه ای پرداختند و در نهايت رابطه ای برای ناسلت بستر منظم ارائه دادند. میرهاشمی و همکاران حالت های مختلف قرارگیری کاتالیست استوانه ای در بستر بررسی کردند و در نهايت به اين نتیجه رسیدند که برای کاتالیست های با نسبت طول به قطر يکسان، ناسلت حالت محوری بیشتر از حالت متقاطع می باشد. در کاری که توسط ماريانی و همکاران انجام شد، آزمايشی برای محاسبه رسانندگی گرمايی موثر شعاعی (ker) و ضريب انتقال حرارت دیواره (Nuw) بر اساس يک جريان پلاگ دوبعدی هم فشار بررسی شد. نتايج حاصل نشان داد که فاز گاز تأثیر چندانی روی hw نمی گذارد و رفتار hw به وسیله فاز مايع ای کنترل می شود. در نهايت رابطه ای برای عدد ناسلت روی ديواره ارائه شد. در سری تحقیقات بعدی، لگتنبرگ و همکارانش، مدلی متشکل از 8 کره در دو لايه 4تايی را مورد بررسی قرار دادند. آنها نتیجه گرفتند که نوع جريان (آرام يا آشفته) تأثیر چندانی بر روی پارامترهای انتقال حرارت ندارد. در اکثر مطالعات انجام شده از ذرات کروی و استوانه ای استفاده شده است در حالی که در خیلی از صنايع به دلیل سطح به حجم بالاتر از کاتالیست های چندپر استفاده می شود. با توجه به اهمیت اين موضوع در اين تحقیق با استفاده از شبیه سازی CFD به بررسی اين دانه های کاتالیستی پرداخته شده است.