Details

Estudo experimental e de simulação da fluidodinâmica de um leito de jorro com tubo Draft

by Vieira Neto, José Luiz

Abstract (Summary)
O leito de jorro tem sido utilizado em diversos processos como secagem, granulação,polimerização catalítica, tratamento de resíduos e no revestimento de materiais. A justificativadesta aplicação é atribuída ao excelente contato fluido-partícula e às características decirculação dos sólidos. Apesar de sua extensa aplicação este equipamento possui algumaslimitações de ampliação de escala (?scale-up?), sendo necessário um melhor entendimento acerca de seu comportamento fluidodinâmico. Assim, o conhecimento de escoamento do fluidoe partículas no interior do leito de jorro é de grande interesse para o projeto desteequipamento, embora a quantificação da movimentação dos sólidos seja de difícil medida,mesmo em regiões de menor densidade como na região de jorro. Uma outra limitaçãoapresentada pela configuração convencional do leito de jorro é o ?curto-circuito? daspartículas, ou seja, o retorno das partículas que estão na interface jorro-anular para a região dejorro antes de percorrer toda a região anular. Este curto circuito provoca uma maiordistribuição de tempo de residência das partículas, tendo como conseqüência um produtoheterogêneo. Uma alternativa para contornar esta limitação é a introdução de um tubo central(draft), que além de impedir este problema, pode alterar significativamente a fluidodinâmicado leito, trazendo outras conseqüências relativas ao contato fluido-partícula. Na modelagemfluidodinâmica computacional (CFD) de fluxos bifásicos gás-sólido a força de arraste é umadas principais forças que atua nas partículas, tendo importante papel no acoplamento entre asduas fases. Além disto, no leito de jorro, a fração de volume de sólidos pode variar depraticamente zero até o valor máximo do limite de empacotamento, levando a umcomportamento muito mais complexo das forças de arraste do que em sistemas fluidizadosconvencionais. Assim, é necessário um cuidado especial na escolha do modelo de arraste quemelhor descreve o fluxo multifásico estudado. Dentre os modelos de arraste analisados nopresente trabalho, o modelo de GIDASPOW et al. (1992) foi o que apresentou as melhoresconcordâncias com dados experimentais na condição de jorro mínimo. Neste trabalho, osperfis fluidodinâmicos característicos do leito de jorro com e sem tubo draft foram simuladospela técnica de CFD, por meio de um Modelo Granular Euleriano Multifásico, utilizandosementes de soja como material particulado. As curvas características simuladas de queda depressão em função da vazão de ar, para as diferentes configurações do leito de jorro(convencional e com tubo draft situado à diferentes distâncias da base), foram comparadascom os dados experimentais apresentando boa concordância. Além disto, foram obtidos perfissimulados de porosidade na região de jorro e de velocidade da partícula na região anular paravazão de ar 20% superior a condição de jorro mínimo experimental de cada configuração(Q=1,2QJMexp). Finalmente foi feita uma análise da influência da distância do draft à base(Hd) sobre os perfis simulados de velocidade do ar nas regiões de jorro e anular para umamesma vazão de alimentação.
This document abstract is also available in English.
Bibliographical Information:

Advisor:Marcos Antonio de Souza Barrozo; Valeria Viana Murata; Carlos Henrique Ataide; Claudio Roberto Duarte; Maria do Carmo Ferreira

School:Universidade Federal de Uberlândia

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:Leito de jorro ENGENHARIA QUIMICA Processo leito

ISBN:

Date of Publication:02/26/2007

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.