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Analysis of hydrodynamic effects on biofilm thickness in fluidized-bed tapered bioreactors

Particuology 2021年第5期19卷 48-57页

作者： daniela maria koerich Leonardo Machado da Rosa Chemical Engineering Department University of Blumenau(FURB)3250 Sao Paulo Street89030-000 BlumenauSanta CatarinaBrazil

Fluidized beds in tapered geometries provide advantages such as a broad range of optimum operating ***,the dynamics of the flow inside these bioreactors is significantly more complex,as they promote non-uniform bioparticles *** this end,the CFD technique can give a detailed description of the flow in the ***,the aim of this work is to assess the influence of the hydrodynamic on the steady-state biofilm thickness through numerical simulations of liquid–solid fluidized *** geometries of tapered bioreactors in the operating conditions used to develop *** were run to solve the two-phase RANS equations using the open-source software OpenFOAM in *** SST k−ω model was used to estimate the turbulent features of the *** and bioparticles distribution inside the reactor were analyzed for different inlet velocities,while bioparticles collision frequency and shear stresses were evaluated for various operating *** comparison between the turbulent kinetic energy and the granular temperature indicated that the fluid flow is more turbulent than the bioparticles *** hydrodynamics influence on the steady-state biofilm thickness was assessed,and results led to the conclusion that biofilm is more sensitive to hydrodynamic shear stress than bioparticles collisions.

关键词： Liquid-solid fluidization Shear stress Particles collisions Computational fluid dynamics Biofilm Tapered bioreactors

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