Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7932_1.pdf: 1883283 bytes, checksum: afaf20da65b732cf3c87aa82e363af33 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A modelagem dinâmica de um combustor de gás natural em leito fluidizado foi estudada. Simulações foram realizadas para o caso do leito de partículas inertes, através de diferentes modelos matemáticos para o combustor. Modelos baseados na teoria das duas fases e um modelo baseado na teoria fluidodinâmica da fluidização foram empregados na simulação do comportamento do sistema. O sistema foi considerado isotérmico e os balanços de massa e momento permitiram boa predição dos perfis de composição dos gases ao longo do leito. A resposta dinâmica do processo foi verificada através de perturbações aplicadas à entrada do sistema. A resolução numérica do sistema de equações diferenciais parciais não-lineares resultantes foi efetuada através do método das diferenças finitas para os modelos unidimensionais e através do código MFIX para o modelo fluidodinâmico. A importância do estudo desta tecnologia é justificada pelos baixos níveis de produção de NOx em sistemas de leito fluidizado

Orientador: Kil Jin Park / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:20:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brod_FernandoPedroReis_M.pdf: 10408774 bytes, checksum: 592628a8df9dfadadfd89276047ebdee (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: o presente trabalho descreve a construção e teste de um secador vibro-fluidizado (SVF), patente industrial INPI n.o 9302443, construído pela empresa Metal Vibro Metalúrgica, com o auxílio da Fundação Banco do Brasil. Foi construído um sistema de secagem vibro-fluidizada composto do secador e de um tratamento do ar. O tratamento do ar consiste de resfriamento e posterior aquecimento do ar ambiente. Este sistema foi utilizado para a obtenção de casca de ovo triturada com umidade abaixo de 1%(base seca) e um nível de contaminação abaixo de 10 UFC/g. A casca de ovo é um produto rico em cálcio que apresenta umidade e nível de contaminação altos após a separação da clara e gema. Para dimensionar o sistema de secagem obteve-se a perda de carga no secador, dados de propriedades físicas (densidade real e aparente, diâmetro médio, espessura e sfericidade), propriedades térmicas (condutividade e coeficiente convectivo), propriedades fluidodinâmicas (perda de carga, velocidade mínima de fluidização e de arraste, e porosidade do leito) e cinética de secagem. Para o estudo de cinética de secagem, a cenoura cortada em cubos foi utilizada para a determinação das difusividades efetivas devido à facilidade de obtenção de uma forma geométrica regular. E para os demais estudos, utilizou-se a casca deovo / Abstract: This work describes the construction and examination of a vibro-fluidized dryer (VFD) - industrial patent n.O9302443/INPI/Brazil, built by Metalúrgica Metal Vibro, with a financial support by Fundação Banco do Brasil. A vibro-fluidized drying system was built and it is composed by the dryer and an air treatment equipment (with cooling and heating section). This system was used to obtain triturated eggshell with a moisture content below 1% (dry basis) and a contamination leveI below 10 UFC/g. The eggshell is a material rich in calcium, that has a high contamination leveI and high moisture content after the separation from the yolk and the white. To design the drying system the physical properties (specific gravity, bulk density, average diameter, thickness and sphericity), thermal properties (conductivity and convective coefficients), fluid-dynamics properties (pressure drop, minimum fluidization velocity, terminal velocity and bed porosity) and drying kinetic were obtained. Diced carrot was used to evaluate the effective diffusivities, due to facility to obtain a welldefined geometric formoOn every other evaluation the eggshell was the subject / Mestrado / Agua e Solo / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Leonardo Goldstein Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T00:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pecora_AraiAugustaBernardez_D.pdf: 40278670 bytes, checksum: a23547e0ff1c1900d032b946f5e3839d (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A crescente aplicação industrial de sistemas com leito fluidizado circulante em processos que envolvem sólidos particulados ressalta a necessidade de aprofundamentos teóricos e experimentais no estudo de tais equipamentos. Observa-se um avanço maior no campo experimental decorrente de ajustes realizados muitas vezes sem o necessário respaldo teórico do problema. A injeção de ar secundário, fato bastante comum em combustores de leito fluidizado, ainda não foi analisada profundamente na literatura, sendo fator de importância no controle de poluentes atmosféricos. O presente trabalho contribui para o conhecimento de sistemas de leito fluidizado circulante, através do estudo experimental da fluidodinâmica envolvendo a injeção de ar secundário e de considerações acerca da simulação de tais sistemas. Os experimentos foram realizados num sistema construído em escala piloto com 4,0 m de altura e 0,10 m de diâmetro interno, utilizando areia com diâmetro médio entre 200 e 920 'mu¿m. A temperatura do gás na entrada da coluna principal estava em tomo de 200°C, enquanto que a velocidade variou entre 2,5 e 9,5 m/s. Os dados experimentais obtidos permitiram a proposição de correlações para a queda de pressão em ciclones e válvulas de recirculação tipo L, importantes para a análise do balanço de pressão do sistema. O estudo da simulação da fluidodinâmica do leito fluidizado circulante forneceu resultados que foram comparados com resultados experimentais próprios e de outros pesquisadores, contribuindo para o conhecimento do sistema / Abstract: The increasing usage of circulating fluidized beds in gas-solid processes enphasizes the need of further theoretical and experimental studies of these equipments. Improvements are introduced decuITingITomexperience in the field, many times without knowledge of the basic phenomenology behind. The secondary air injection is often used in fluidized bed combustors, but the literature is poor in the subject, although important it is for atmospheric pollutant control. This work contributes to the understanding of circulating fluidized bed systems through experimental studies of its fluid dynamics with secondary air injection and consideration of its mathematical simulation. The experiments were ran in a 4-0 m high, 0.10 m internal diameter riser system. The solid material was 200 - 920 'mu¿m sand. The gas temperature at the beginning of the riser was around 200°C and the superficial gas velocity varied in the 2.5 - 9.5 m/s range. The data which were obtained made possible to suggest correlations for the pressure drop in cyclones and in recirculating L-valves, necessary in the study of the system pressure balance. The circulating fluidized bed fluid dynamics simulation was considered. The results obtained were compared with experimental data of this work and Itomother authors, contributing to a better understanding of the process / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRVD.pdf: 1325863 bytes, checksum: 91591a72315d2aaffd6fb3ececca45d4 (MD5) Previous issue date: 2002-04-18 / Vibrofluidized beds with inert particles are often used for drying pastes in a laboratory scale. Aiming to contribute to the study of paste drying in such beds, the main purpose of this work is to analyze fluid dynamic behavior of fluidized and vibrofluidized beds as a function of parameters such as the inert particle diameter, the bed temperature, the vibrational parameter and the liquid saturation rate in the bed (defined as the quotient volume of liquid/volume of particles). Curves of pressure drop fluctuations as a function of time were obtained for the tri-phase system and the effect of those parameters on the mixture minimum velocity (as proposed by Gupta and Mujumdar, 1980a) were also analyzed. As liquid phase was employed glycerol, which have been fed into the bed in a batch mode. Glycerol was chosen because it suffers practically no evaporation at the experimental conditions. As inert particles were employed glass spheres in group D of Geldart´s classification. The vibrofluidized bed was of galvanized steel, with square-cross section of 0.20x1.10 m and height of 0.20 m. Pressure drop data and superficial air velocity data were collected by pressure transducers connected to an acquisition data system. The data were collected for vibrational ranges from 0.00 to 1.50; mean particle diameters of 1.095x10-3, 1.545x10-3 e 1,850x10-3 m; bed temperatures of 40, 50 and 60 oC and saturation rates from 0.0000 to 0.0040. The results indicate that the bed temperature does not affect significantly the pressure drop curves behavior. The vibrational parameter also shows little influence on pressure drop versus air velocity curves, excepting in the transition between fluidized and vibrofluidized beds. On the other hand, the pressure drop curves behavior is strongly affected by the increasing of the liquid saturation rate and by variation of particle diameter. Analysis of standard deviation of pressure drop fluctuations shows that for conditions which are typical of a fixed bed, the standard deviations are very small and almost independent on every parameter investigated. At fluidized bed conditions, these standard deviations are significant, particularly at the greatest air velocities. It was observed that they increase a lot in the presence of vibration, even at fixed bed conditions. Besides providing additional information on the bed fluid dynamic behavior, the curves of standard deviation of pressure drop fluctuations are also useful to identify the beginning of particle displacement into the bed due to vibration. It was observed that the methodology applied to identify the minimum fluidization velocity did not provide good results, but it worked well to identify the mixture minimum velocity as defined by Gupta and Mujundar (1980a). For the conditions investigated, the mixture minimum velocity is strongly affected by the liquid saturation rate and by the particle diameter, while both the bed temperature and the vibrational parameter show little influence on it. / Os leitos vibrofluidizados vêm sendo utilizados em escala de laboratório para a secagem de pastas utilizando partículas inertes como meio para fluidização. A fim de contribuir para essa aplicação, o objetivo principal deste trabalho é analisar o comportamento fluidodinâmico dos leitos vibrofluidizado e fluidizado em função do diâmetro das partículas inertes, da temperatura no leito, do parâmetro vibracional e do grau de saturação de líquido (volume de líquido/volume de partículas). De forma complementar, objetiva-se também o estudo das curvas de desvio padrão da queda de pressão para o sistema trifásico e a análise da influência dos parâmetros sobre a velocidade mínima de mistura na forma proposta por Gupta e Mujumdar (1980a). Como líquido utilizou-se o glicerol por este praticamente não evaporar nas condições de trabalho, o qual foi alimentado em batelada, e como inertes foram utilizadas partículas de vidro classificadas no grupo D de Geldart. O equipamento utilizado foi um leito vibrofluidizado de seção retangular com 0,20 m de comprimento, 0,10 m de largura e 0,30 m de altura, construído em aço carbono galvanizado. Os dados de queda de pressão e de velocidade superficial de ar foram obtidos através de transdutores de pressão ligados em um sistema computadorizado de aquisição de dados. As análises foram feitas para intervalo de parâmetro vibracional entre 0,00 e 1,50; diâmetros médios de partículas de 1,095x10-3, 1,545x10-3 e 1,850x10-3 m, temperaturas de 40, 50 e 60 ºC e intervalo de saturação de glicerol entre 0,0000 e 0,0040. Na análise da fluidodinâmica, verificou-se que a temperatura praticamente não influenciou o comportamento da queda de pressão e com exceção da transição entre o leito fluidizado e o vibrofluidizado, a intensidade de vibração também não tornou significativa as variações da queda de pressão. Já o aumento do grau de saturação de líquido, tanto quanto a variação do diâmetro das partículas, tiveram grande influência sobre o comportamento das curvas características principalmente em relação à queda de pressão no leito. Na análise do desvio padrão da queda de pressão verificou-se que, quando o leito está na região de leito fixo ou totalmente aglomerado, o desvio padrão apresentado foi muito pequeno e praticamente independe dos parâmetros de ensaio. Quando o leito está na região de leito fluidizado o desvio padrão foi significativo, principalmente a altas velocidades de ar e foi bastante intensificado em presença de vibração, inclusive na região de leito fixo. As curvas obtidas de desvio padrão, além de fornecer informações adicionais sobre o comportamento fluidodinâmico do leito, também pode auxiliar na determinação do momento em que se inicia a movimentação das partículas no leito. Verificou-se que a metodologia utilizada para a obtenção da velocidade mínima de fluidização não apresentou resultados coerentes fisicamente, situação que foi satisfeita pela velocidade mínima de mistura da forma como foi definida por Gupta e Mujumdar (1980a). Pôde-se verificar que a temperatura praticamente não influenciou a velocidade mínima de mistura e a intensidade de vibração teve pouca influência sobre este parâmetro nas condições deste trabalho. Já o efeito da quantidade de líquido adicionado no leito e o tamanho das partículas tiveram influência considerável sobre este parâmetro.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-01T16:10:44Z No. of bitstreams: 1 148755.pdf: 2131200 bytes, checksum: 4ea441bda49b1d4eb7fd918d11d74283 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-01T16:10:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 148755.pdf: 2131200 bytes, checksum: 4ea441bda49b1d4eb7fd918d11d74283 (MD5) Previous issue date: 1978-09 / Em um leito de partículas de cinzas de carvão fluidizadas pelo ar com ou sem tubos imersos em horizontal, a influência de tais tubos sobre a expansão do leito é examinada e é feita uma comparação entre o experimento e a teoria da fluidização em duas fases. A extensão da cama foi determinada experimentalmente empregando fotografia cinematográfica de baixa velocidade para observar as flutuações da altura do leito e a formação de bolhas na superfície do leito. Um dos tubos imersos é eletricamente aquecido; a variação temporal da temperatura é observada como função da velocidade superficial do gás; conseqüentemente medições do coeficiente de transferência global de calor foram realizadas. Para explicar o fenômeno da transferência de calor, propõe-se um modelo do mecanismo de transferência de calor, considerando que ambos os componentes convectivos da fase discreta e contínua são afetados pela fração de superfície de transferência de calor em contato com a respectiva fase. / In a bed of coal ash particles fluidized by air with ar without horizontal immersed tubes, the influence of such tubes on the expansion of the bed is examined and comparison is made between experirnent and the two-phase theory of fluidization. The expanison of the bed was determined experimentally employing low speed cine photography in arder to observe the fluctuations of bed height and the formation of bubbles at the bed surface. One of the immersed tubes is electrically heated; the temporal variation of temperature is observed as a function of the superficial velocity of gas; consequently measurements of the coefficient of global heat transfer were carried out. To explain the phenomenon of heat transfer, a model of the heat transfer mechanism is proposed, regarding that both the convective component of the discrete phase and continuous are affected by the fraction of heat transfer surface in contact with its respective phase. / En un lecho de particulas de ceniza de carbón fluidizadas por aire con o sin tubos horizontales inmersos, se verifica la influencia de tubos en la expansión del lecho, así como tambien se establece una comparación entre las dos tendencias de expansión y la teoría bi-fásica de fluidización con los datos experimentales. Experimentalmente se determinóla expansión del lecho usando la tecnica de filme a baja velocidad, para observar las fluctuaciones de altura y la formación de burbujas en el lecho. Uno de los tubos inmersos es calentado electricamente transfiriendo calor al lecho, observando las variaciones de temperatura con respecto al tiempo y a la velocidad superficial del gas; consecuentemente medidas del coeficiente de transferencia de calor global fueron hechas. Para explicar el fenómeno de transferencia de calor se propone un modelo del mecanismo de transferencia de calor considerando que tanto la componente convectiva de la fase discreta como de la fase contínua estan afectadas por una fracción de superfície de contacto respectivamente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2313.pdf: 7611200 bytes, checksum: 70761a0a32b57a18ac7afa858e5824df (MD5) Previous issue date: 2009-03-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / The use of fluidized beds as a unit operation for drying of particulate materials is common in industrial processes. However, most works published in the literature, focus the drying of uniform particles, in a narrow range of size distribution. The appealing characteristics of fluidization for drying led some authors to suggest its use for drying of particles of low sphericity (_ < 0.5), which are out of the range of usually fluidized particles. Aiming to contribute for the assessment of fluid dynamic behavior of this class of particles, in the present work was investigated the fluidization of flat particles, with _ varying from 0.063 up to 0.574, bulk density (&#61554;b) from 0.038 to 0.923 g.cm-3 and ratios Ap/Vp (superficial area to volume) between 12 and 226 cm-1. The essays were carried out in a fluidized bed with a height of 0.30 m, and cross section of 0.20 m x 0.11 m, which could be also operated as a vibro-fluidized bed. The tests aimed to investigate the effects of size, shape and specific mass of particles in fluidization and fluid-dynamic behavior of such particles. Vibro-fluidization was tested as an alternative to improve fluidization patterns. Fluid dynamic characteristic curves of P as a function of air velocity were also obtained for the fixed beds in order to evaluate the resistive parameters of these beds as a way to quantify their resistance to the air flow. Tests were conducted using 14 different particulate materials, 9 of them being natural particles (leafs, seeds and cereals) and 5 being manufactured particles. The use of manufactured particles allowed to minimize size distribution and shape variations that are inherent to the natural products, avoiding interfering effects that might complicate an initial analysis. The fluid dynamic behavior was investigated through experimental curves of _P versus U and visual observation of the beds. The results showed that only the particles with sphericity around 0.5 and low ratios Ap/Vp presented homogeneous fluidization patterns, similar to the observed in fluidization of conventional particles. In fluidization of particles with _ 0.228 were observed poor fluidization patterns and highly non-homogeneous beds. The values of bulk porosity of static beds were higher than 80% for the beds constituted by leaves, and stayed between 30 and 70% for the remaining particles. The values of _b and _mf tended to decrease as the values of Ar increased, while Pmf tended to increase and Umf showed no clear dependence of Ar. The use of vibration did not reduce significantly the values of Umf and did not improve much the quality of fluidization as well, excepting for the particles of higher sphericity (around 0.5). But for some conditions obtained as fluidizing rigid particles, with large superficial areas, the vibration did provoke the alignment of particles into the beds, leading to a packing in which the contact area between particle and fluid is optimized, which might be interesting as drying applications are concerned. / A secagem de sistemas particulados com emprego de leitos fluidizados é uma operação unitária comum na indústria. Entretanto, a maioria dos trabalhos publicados foca a secagem de partículas regulares em estreita faixa de distribuição granulométrica. As características vantajosas dos leitos fluidizados têm levado alguns autores a propor seu uso na secagem de partículas com baixas esfericidades (_ < 0,5), fora da faixa usual de fluidização. A fim de contribuir para a compreensão do comportamento fluidodinâmico deste tipo de material, neste trabalho foi realizada uma caracterização fluidodinâmica de leitos fluidizados operando com partículas planas com esfericidades (_) variando de 0,063 a 0,574, densidade bulk (&#61554;b) de 0,038 a 0,923 g.cm-3 e relações Ap/Vp (área superficial pelo volume) entre 12 e 226 cm-1. As investigações experimentais foram realizadas em um leito fluidizado com altura de 0,30 m e seção de área transversal de 0,20 m x 0,11 m. O objetivo dos ensaios foi avaliar como a forma, dimensões e massa específica das partículas afetam a fluidização e suas características fluidodinâmicas. A vibrofluidização foi avaliada como alternativa de melhorar a qualidade da fluidização. De forma complementar, realizou-se uma caracterização em leito fixo com o intuito de avaliar a resistência que os meios constituídos por estas partículas oferecem à passagem do ar. Os ensaios foram realizados com 14 materiais, sendo 9 de origem natural (folhas, sementes e cereais) e 5 partículas manufaturadas de origem sintética. O uso destas partículas objetivou evitar a interferência da rugosidade superficial e minimizar variações no tamanho e na forma inerentes às partículas naturais, o que poderia dificultar a análise fluidodinâmica num estágio inicial. O comportamento fluidodinâmico, assim como, a qualidade da fluidização foram analisados através de curvas de _P versus U e da observação visual do leito. Os resultados indicam que somente as partículas de esfericidades em torno de 0,5 e menores relações Ap/Vp apresentaram fluidização homogênea, semelhante à observada em leitos fluidizados de partículas convencionais. Para as partículas com _ _ 0,228 foram obtidos padrões de fluidização irregulares e leitos altamente não homogêneos. As porosidades bulk dos leitos estáticos foram superiores a 80% para os leitos constituídos por folhas e variaram entre aproximadamente 30 e 70% para as demais partículas. Em geral, observou-se que _b e _mf tendem a diminuir com o aumento de Ar, Pmf tende a diminuir quando Ar aumenta e Umf não apresentou dependência clara em relação a este adimensional para a faixa de condições investigadas. A introdução de vibração não proporcionou reduções significativas na Umf para estas partículas e não melhorou significativamente a qualidade da fluidização obtida, exceto para as partículas de maiores esfericidades (em torno de 0,5). Contudo, em algumas condições, obtidas com partículas rígidas e de elevada área superficial, a vibração provocou o alinhamento das partículas no interior do leito, resultando em uma configuração onde a área de contato entre as partículas e o fluido é máxima, o que pode ser interessante para a secagem. Para as partículas de maiores, o uso de vibração levou a uma melhora significativa na qualidade da fluidização.

Orientador: Júlio Santana Antunes / Coorientador: José Luz Silveira / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: Pedro Magalhães Sobrinho / Banca: José Rui Camargo / Banca: Ronney Arismel Mancebo Boloy / Resumo: Neste trabalho foi realizada a caracterização física, geométrica e fluidodinâmica do bagaço de cana-de-açúcar visando o projeto e dimensionamento de um gaseificador de leito fluidizado borbulhante para pequena e média capacidade térmica (até 25 MW térmicos). As principais propriedades físicas e químicas como massa específica real, aparente e a granel, assim como os teores de umidade, cinzas, material volátil e carbono fixo presentes neste material foram determinadas aplicando normas vigentes para este tipo de resíduo. Também foi realizada uma caracterização geométrica através de técnicas de análise de imagens, determinando-se a esfericidade e razão de aspecto para todas as faixas de diâmetro de partículas estudadas, obtendo-se um valor médio de 0,39 no caso da esfericidade para o bagaço em seu estado natural. Através do estudo fluidodinâmico verificou-se que partículas de bagaço de cana com diâmetros característicos entre 0,59 - 9,5 mm não são fluidizáveis, apresentando uma tendência a coesão e formação de canais preferenciais. Foi constatado que o emprego dos modelos existentes até agora para a previsão da velocidade mínima de fluidização (Vmf), tanto para partículas de bagaço, quanto para misturas delas com material inerte, não preveem de forma adequada este parâmetro. Indicando erros entre 85% e mais de 100% em cada um desses caso, pelo que foram deselvolvidos dois novos modelos específicos para partículas de bagaço de cana e para misturas delas com areia, os quais prev... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work is carried out a physical, geometric and fluid-dynamics characterization of sugarcane bagasse, aiming to design and sizing a bubbling fluidized bed gasifier for small and medium power (up to 25 MW thermal). The main physical and chemical properties as real density, bulk density and apparent density, as well as, the content of moisture, ash, volatile matter and fixed carbon present in the bagasse, were determined by applying the standars norms suitable for this type of residue. It was also made a geometric characterization by image analysis techniques, being determined the sphericity and aspect ratio for all diameter ranger of studied particles, obtaining an average value of 0.39 in the case of sphericity for bagasse in it is natural form. Through the fluid dynamic study it was found that bagasse particles with typical diameters between 0,59 - 9,5 mm are not fluidizable, showing a tendency to cohesion and formation of preferential channels. It has been found that the use of the existing models to date for determination of the minimum fluidization velocity for bagasse particles and for mixtures of them with inert, do not predict the right way this parameter, introduced errors of up to 85% to over 100% in both cases, therefore were developed two new models specifically for sugarcane bagasse particles and mixtures of them with sand, with a maximum error of 6.3% in the first case, and 30% for the 88% of the 25 experimental conditions tested in the case of mixtures. Co... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-03-30T13:38:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Mikele Cândida Sousa de Sant'Anna.pdf: 2684133 bytes, checksum: 61e61bb0edcf743d1f2af9c55724a92e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-30T13:38:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Mikele Cândida Sousa de Sant'Anna.pdf: 2684133 bytes, checksum: 61e61bb0edcf743d1f2af9c55724a92e (MD5) Previous issue date: 2015-11-18 / CAPEs / O presente trabalho trata da simulação numérica de um gaseificador de leito fluidizado borbulhante fazendo uso da CFD para o sistema composto por gás-biomassa-areia. Inicialmente, simulou-se os sistemas gás-areia e gás-biomassa. O modelo computacional empregado foi validado empregando-se os resultados experimentais de Taghipuor et al. (2005).A seguir, foi realizado um planejamento fatorial 23, onde se variou a massa específica e o diâmetro da partícula e o percentual de biomassa na fase sólida. Para realizar as simulações foram utilizados os softwares ANSYS CFX 15.0 e ANSYS FLUENT 15.0, adotando-se a abordagem euleriana, com a Teoria Cinética de Escoamento Granular. As seguintes velocidades superficiais do gás foram testadas: 0,03, 0,1, 0,38 0,46 e 0,51 m.s-1. Para o sistema gás-areia, o leito permaneceu fixo nas velocidades de 0,03 e 0,10 m.s-1. Aos 2,50 s de simulação transiente, o leito encontrava-se fluidizado para as velocidades maiores ou iguais a 0,38 m.s-1 e assim permaneceu alcançando um estado pseudo-estacionário. No sistema gás-biomassa, o leito manteve-se fixo apenas na velocidade de 0,03 m.s-1. Dois sistemas foram testados com três componentes (gás-areia-biomassa) diferenciando-se entre si pelos tamanhos das partículas de areia e biomassa. Para grandes diferenças entre estes tamanhos, o sistema apresentou segregação durante a fluidização. No sistema com menor diferença nestes tamanhos, a fluidização ocorreu mais facilmente, uma vez que os efeitos de segregação foram atenuados. Foram obtidos perfis de fração volumétrica do gás, areia e biomassa para as 17 condições do planejamento fatorial, bem como um modelo que prediz a expansão do leito em sistemas fluidizados. O ensaio que apresentou maior altura final do leito (0,50 m), mantendo-se em regime borbulhante, foi aquele com 15% de partículas de biomassa com 375 m de diâmetro e 85% de areia, sendo, portanto, uma condição ótima para a fluidização. / This work has studied a bubbling fluidized bed gasifier though numerical simulation using computational fluid dynamics (CFD) for the system composed of gas - biomass - sand. Initially, gas-sand and gas-biomass systems were simulated. The computer model used was validated employing experimental results from Taghipuor et al. (2005) .Then, a 23 factorial design was employed, where the density, the particle diameter and the the fraction of biomass were varied. All simulations were carried out using ANSYS CFX 15.0 and ANSYS FLUENT 15.0. An eulerian approach coupled to the Kinetic Theory of Granular Flow were used. The following gas superficial velocities were tested: 0.03, 0.1, 0.38, and 0.46 0.51 m s-1. For gas-sand system, a fixed bed was obtained for gas velocities of 0.03 and 0.10 m s-1. After 2.50 s of transient simulation, the bed became fluidized for gas velocities greater or equal to 0.38 m s-1 staying in a pseudo-steady state. For the biomassgas system, the bed remained fixed only at the speed of 0.03 m s-1. Two systems were tested using the three components (gas, sand and biomass) differing from each other only by the size of sand and biomass particles. For high differences between these sizes, the system showed segregation during fluidization. In the system with lower size difference, the fluidization occurred more easily, since the segregation effects were attenuated. Volumetric fraction profiles of gas, sand and biomass were obtained for the 17 factorial design conditions used as well as a model that predicts the bed expansion in fluidized systems. The assay that showed higher final height of the bed (0.50 m) staying in a bubbling regime was one with 15% biomass particles with 375 mm in diameter and 85% of sand, being, therefore, a good condition to carry out fluidization.

Orientador: Osvaldir Pereira Taranto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T09:03:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarcioWagnerda_M.pdf: 1218438 bytes, checksum: eceeeda826d1358b20dfb5259a2bbf6f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O processo de recobrimento de microgrânulos em Leito Fluidizado Pulsado-Rotativo (LFPR) foi investigado através da realização de experimentos de revestimento de celulose microcristalina (MICROCEL). Foi analisada e discutida a influência da carga de partículas, freqüência de pulsação da corrente gasosa, vazão de suspensão, pressão de atomização e temperatura de secagem sobre a eficiência de recobrimento, crescimento relativo em massa e índice de aglomerados. O principal objetivo do desenvolvimento do trabalho foi avaliar o desempenho e o comportamento do processo de recobrimento de microgrânulos em um equipamento de leito fluidizado com alimentação pulsada da corrente gasosa, frente a um equipamento de leito fluidizado convencional, cujo comportamento é amplamente descrito na literatura. Para a investigação do processo de recobrimento foi utilizada uma suspensão polimérica à base de Eudragitâ, e partículas de MICROCEL com diâmetro na faixa de 0,25 a 0,42 mm. O crescimento relativo médio das partículas foi de 3,63 %. Os experimentos foram realizados segundo técnicas de planejamento experimental, em que as análises dos resultados experimentais obtidos foram realizadas através da Metodologia da Superfície de Resposta. A análise dos efeitos das variáveis sobre as variáveis de resposta do processo foram utilizadas na construção de um modelo empírico, visando, quando possível, a predição do comportamento do processo. A análise dos modelos obtidos foi realizada através da análise de variância (ANOVA). As variáveis independentes analisadas foram: vazão de suspensão (Ws), pressão de atomização (Pat), temperatura do ar (Tar), carga de partículas no leito (M) e freqüência de pulsação (f). Todas a variáveis operacionais foram avaliadas em três diferentes níveis. Os resultados obtidos indicam que o leito fluidizado pulsado-rotativo é um equipamento adequado ao processo de recobrimento de microgrânulos, para as condições avaliadas, com grandes vantagens em relação ao equipamento de leito fluidizado convencional, destacando-se a redução na formação de aglomerados / Abstract: The coating process of microgranules in a Rotative-Pulsed Fluidized Bed was investigated through the accomplishment of microcrystalline cellulose (MICROCEL) coating experiments. The influence of particle load, gaseous stream pulsation frequency, suspension flow rate, pressure of atomization and drying temperature on the coating efficiency, relative growth and agglomeration index were analyzed and argued. The main objective of this work development was the evaluation of the performance and the behavior of microgranule coating process in fluidized bed equipment with beaten feeding of the gaseous stream, front a conventional fluidized bed equipment, which behavior is widely described in literature. For the inquiry of the coating process, a polymeric suspension of EudragitÒ and MICROCEL particles with diameter range of 0.25 ¿ 0.42 mm were used. The average relative growth of particles was of 3.63 %. The experiments were carried out according experimental planning techniques, where the obtained experimental results analyses had been carried through the Response Surface Methodology. The analysis of the effect of the independent variable on the process answer variables had been used in the construction of an empirical model, aiming to predict the process behavior, when possible. The analysis of the obtained models was carried out using the variance analysis (ANOVA). The independent variable used had been: suspension flow rate (Ws), atomization pressure (Pat), air temperature (Tar), bed particle load (m) and pulsation frequency (f). Results obtained shown that Rotative-Pulsed Fluidized Bed is an adequate equipment to be used in microgranules coating process in the evaluated operational conditions showing great advantages when compared to conventional fluidized bed, highlighting the agglomerate formation reduction / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Katia Tannous / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T22:57:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EveraldoSilvinodos_M.pdf: 5165311 bytes, checksum: 94d8ad517b04e047990332460cb8259a (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho são considerados os fenômenos de mistura e segregação em leitos fluidizados de partículas polidispersas (quaternárias), pertencentes aos grupos A e B da classificação de Geldart. A coluna de fluidização utilizada possuía um diâmetro interno de 0,92m e uma altura de 2 m. Foi analisada a influência dos fatores operacionais, como a velocidade de excesso (U-U IND. E) e o tempo de fluidização, bem como de projeto, representada pela fração de área livre do distribuidor, e das características dos constituintes da mistura (diâmetro médio da mistura/concentração de imergíves) no grau de mistura axial do leito. Foram utilizadas quatro misturas que possibilitaram o estudo dos fenômenos de mistura e segregação, em leitos de partículas de mesma ou de diferentes massas específicas. Foi efetuado um mapeamento radial do leito. Os resultados para os perfis axiais mostram que o uso de uma velocidade suficiente para fluidizar todas as partículas e de um distribuidor de maior área livre favorece a mistura em um curto intervalo de tempo. O aumento da velocidade de excesso melhora a mistura nos leitos, principalmente pela maior quantidade de bolhas presentes. Uma maior fração de área livre do distribuidor favorece a homogeneização do leito, reduzindo as zonas mortas próximo ao distribuidor. O aumento da concentração das partículas imergíveis desfavorece o processo de mistura. O mapeamento radial confirma que para a velocidade de fluidização completa as partículas estão bem misturadas / Abstract: In this work the mixing and segregation phenomena of polydisperse particles (quaternaries) belonging to the A and B Geldart' s groups are investigated. The fluidization column have been constructed with a internal diameter of 0.92 m and height of 2 m. The influence of operating factors in the degree axial mixing of the bed, like excess velocity (U-'U IND. E¿) and fluidization time, as well as design, like distributor free area, and of the characteristcs of the constituents of mixture (mean diameter of mixture/jetsam concentration) were analised. Four mixtures that allowed the study of the phenomena of mixing and segregation in beds of same or different densities were used. A radial mapping of the bed was performed. The axial profile results show that the use of a velocity high enough for complete fluidization and the use of a distributor with large free area promote the mixing in a small time interval. The increment of excess velocity improves the mixing in the beds, mainly by larger quantity of bubbles. A larger free area improves the bed homogenezation, reducing the dead zones near the distributor. The increment ofjetsam concentration hampers the mixing process. The radial mapping confirm that for the velocity of complete fluidization the particles are well mixed. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química