Made available in DSpace on 2016-06-02T19:57:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMBF.pdf: 1922447 bytes, checksum: d5e38d66918cd0de4367dd7e978deb0e (MD5) Previous issue date: 2005-07-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / A controlled and uniform solids feeding in process equipment is important for a good performance operation, and distinct work conditions may be obtained depending on the feeding systems characteristics. In this work, a solids feeding system was studied aiming to have its performance characterized and analyzed. The solids feeder is a non-mechanical valve known as L-valve. The experimental apparatus used in this study is composed by an acrylic L-valve with a 23 mm inner diameter and a vertical pneumatic conveying line, made of stainless steel with 23 mm inner diameter and 1,90 m length. The equipment have altogether 18 pressure taps distributed along of it, two orificeplate flow meters to measure the air flow rates and the aeration flow rates, and a sample collector to measure the solids flow rates. In this work were used glass spheres with average diameters ranging from 260 µm to 1 mm. The measurements of solids flow rates, air flow rates, and pressure profiles allowed the solids feeder characterization and the analysis of its performance in conveying operation. The runs accomplished with the L-valve operating isolatedly showed different flow patterns depending on aeration flow rate range and indicated that the particle diameter influences the minimum aeration flow rate required to conveying. The runs with L-valve operating in pneumatic conveying line showed the same tendencies of solids flow rates and pressure drops in L-valve that those obtained in L-valve characterization runs. The operation with 23 mm diameter inner L-valve was more efficient for smaller diameter particles. / Uma alimentação de sólidos controlada e uniforme em equipamentos de processo é essencial para o bom desempenho da operação, já que diferentes condições de trabalho podem ser obtidas dependendo da geometria e da dimensão do sistema de alimentação. Nesse trabalho, foi estudado um sistema de alimentação de sólidos com o objetivo de caracterizá-lo e analisar seu desempenho. O alimentador em questão é uma válvula do tipo não-mecânico conhecida como válvula-L. Os aparatos experimentais utilizados para o estudo são uma válvula-L de acrílico de 23 mm de diâmetro interno e um transportador pneumático vertical construído em aço-inox com um tubo de 23 mm de diâmetro interno e 1,90 m de comprimento. O equipamento possui ao todo 18 tomadas de pressão distribuídas ao longo do mesmo, placas de orifício para as medidas de vazão de ar e de vazão de aeração e uma caixa de amostragem para vazão de sólidos. No transporte de sólidos são utilizadas esferas de vidro de diâmetros médios que variam de 260 µm a 1 mm. As medidas obtidas de vazão de sólidos, vazão do ar e perfil de pressão axial permitiram a caracterização do alimentador de sólidos e seu desempenho na operação de transporte. Os ensaios realizados com a válvula-L operando isoladamente mostraram padrões de escoamento diferentes dependendo da faixa de vazão de sólidos obtida e também indicaram que o diâmetro de partícula influencia a vazão mínima de aeração requerida para o transporte. Os ensaios com a válvula-L operando na linha de transporte pneumático mostraram que as tendências de vazão de sólidos e de perda de carga na válvula se mantêm iguais às obtidas nos ensaios de caracterização da válvula-L. A operação com válvula de pequeno diâmetro se mostrou mais eficiente para partículas de menor diâmetro.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4643.pdf: 11178307 bytes, checksum: b2f19d45bb0943c68a36e0794b2f1f11 (MD5) Previous issue date: 2012-08-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The radial and axial distributions of coarse solids when fed directly in a riser are unknown, despite this type of feeding is very important for drying and preheating of solids during conveying. In this context, this thesis focused on studying the diluted conveying of coarse solids in a riser that was fed by a Venturi feeder in vertical orientation. Experiments were done with particles of 1mm averaged diameter conveyed in a riser (5.32cm of diameter) to obtain the mass loading ratio used in simulations. The assays also made pressure data available to verify the simulations. Eulerian simulations using models based on kinetic granular theory were done. The main goal was to evaluate solids distribution in gas-solid flow for this type of system. The 2D simulations were used to get a stable pattern downstream the feeder after the development length. However, the solid feeding structures generated near feeding percolated the entire riser and, as a consequence, there was no stable pattern. As a consequence, no pattern was found to represent solid phase behavior, since the axial symmetric assumption is invalid for the Venturi feeder. Therefore, only 3D simulations can be used to study asymmetric feeding for the conditions applied, even for a relatively long riser with small diameter. Experimental pressure data was approximately predicted by 3D simulations and prediction was better as the mesh was refined. However, the refined meshes applied in shorter risers to decrease computational effort showed the same solid flow behavior that was seen in the coarser mesh. The 3D simulations showed that there were clusters in the entire experimental riser. Moreover, clusters were generated by solid phase flow near feeding and some of them percolated the entire riser while mixing others. In addition, simulations showed that the bypass region on feeding is in the opposite side from feeding pipe. / As distribuições radial e axial de material particulado grosseiro em trecho vertical com alimentação nesta mesma orientação são desconhecidas. Tendo em vista a importância desta configuração para aplicações de secagem e préaquecimento de sólidos na indústria, foi analisado o comportamento do escoamento gás-sólido em transporte pneumático diluído alimentado diretamente em trecho ascendente utilizando-se um dispositivo Venturi. Para tanto, a tese apresenta simulações eulerianas com modelos baseados na teoria cinética granular do escoamento gás-sólido em um trecho vertical. Simulações com hipótese de simetria axial (bidimensionais) e tridimensionais foram realizadas. A razão mássica de carga utilizada nas simulações foi obtida em ensaios experimentais com transportador de mesmas dimensões que as simuladas. Apesar de a simetria axial ser inválida para o alimentador em questão, as simulações bidimensionais foram realizadas com o objetivo de encontrar um padrão radial de escoamento para regiões que se afastassem da alimentação. No entanto, avaliou-se que a alimentação influía nos campos escalares de fração de sólidos das soluções numéricas para comprimentos relativamente longos. Assim, somente simulações tridimensionais puderam ser usadas para analisar o escoamento até a altura simulada para o alimentador em questão. As simulações tridimensionais mostraram a existência de uma série de agrupamentos de sólidos ao longo do trecho ascendente. As condições para a formação desses agrupamentos originavam-se da própria alimentação de sólidos. Na ausência de dados experimentais com relação aos detalhes da fluidodinâmica da fase sólida, foram obtidos resultados de pressão ao longo de um transportador pneumático para verificação experimental das simulações. O perfil de queda de pressão obtido na simulação tridimensional aproximou-se dos resultados experimentais. Além disso, o refinamento de malha reduziu os desvios comparativos de perda de pressão na alimentação. Devido à redução dos desvios experimentais, dois refinamentos de malha foram realizados. Ambos verificaram a formação de agrupamentos obtida com a malha grosseira.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3681.pdf: 6414377 bytes, checksum: 609c96f2a53b8e4143ee1d04df73a40f (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / One of the most important parts in a pneumatic conveying is the solids feeding system due its complexity fluid dynamic, besides affecting the operational stability, economical and technical feasibility and system efficiency. The purpose of this wok was to carry out a experimental study of fluid dynamic of feeding configuration for different operational conditions, made of non-mechanicals devices and reduction nozzle combinations, considering the influence in all pneumatic conveying system. The feeders applied were inclined pipe and L-valve, with and without reduction nozzle. Moreover, the spouted bed and the horizontal feeders were analyzed as well, which on their original design has reduction area for the flow. An analyses and a comparison of the fluid dynamic data obtained for feeding configurations in a pneumatic loop with 53,4 mm of internal diameter tube and transporting 1 mm glass spheres showed a relationship between the operational conditions and the type of feeder, resulting in air velocity and solid flow rate characteristics for each case . This study also gives the idea to apply reductions nozzles combined with non-mechanicals solid feeder in order to increase the solid flow rate. Up to the moment, the reduction nozzle was indicated just to get better the operation stability. / Dentre as partes que compõem um leito pneumático, a alimentação de sólidos é uma das áreas mais importantes, devido à complexidade fluidodinâmica dessa região, além de afetar a estabilidade operacional, viabilidade técnica e econômica e eficiência do sistema. O presente estudo tem o objetivo de realizar uma avaliação experimental da fluidodinâmica de configurações de alimentação para diferentes condições operacionais, formadas a partir de combinações de alimentadores não-mecânicos e bocais restritivos, considerando a influência em todo o leito. Os alimentadores avaliados foram o tubo inclinado e a válvula-L, com bocais restritivos dos tipos redutor e Venturi. Além desses, foram avaliados o alimentador tipo jorro e a alimentação horizontal, que já contém em sua configuração original, regiões de constrição da passagem do escoamento. A análise e comparação dos dados fluidodinâmicos obtidos para as configurações de alimentação consideradas num loop pneumático com tubulação de diâmetro interno igual a 53,4 mm, quando este transporta esferas de vidro com diâmetro médio de 1 mm, mostraram uma relação entre as condições operacionais e o tipo de alimentação, produzindo intervalos de velocidades de ar de transporte e vazões de sólidos alcançadas característicos para cada caso. Esse estudo insere ainda a ideia da utilização de bocais restritivos combinados com alimentadores de sólidos não mecânicos, a fim de aumentar a vazão de sólidos transportada no sistema. Até então, o destaque dado aos bocais limitava-se a estabilidade de operação.