Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6749_Icaro Marques.pdf: 2856445 bytes, checksum: 17453856c050fda58fa4334fc882ea8a (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / Atualmente, a pirólise vem recebendo atenção especial em função do seu potencial de aplicação em áreas que constituem desafios do mundo contemporâneo, dentre as quais se destacam a necessidade de produção de energia renovável e a questão do gerenciamento dos resíduos sólidos. Dentre os resíduos sólidos urbanos, as embalagens cartonadas destacam-se pelos produtos primários com alto valor agregado obtidos a partir de sua pirólise. Por apresentar bom contato gás-sólido, altas taxas de transferência de calor e massa e baixa segregação de partículas, o leito de jorro cônico surge como uma alternativa eficiente para a pirólise de embalagens cartonadas. Neste contexto, com o intuito de contribuir para a aplicação do leito de jorro cônico como reator de pirólise, o presente trabalho tem como objetivo estudar a fluidodinâmica de partículas cartonadas em leito de jorro. Para atingir tal meta, o comportamento fluidodinâmico de misturas de discos cartonados com partículas de diferentes massas específicas, a saber, polietileno e areia, foi investigado. Dados experimentais dessas misturas de queda de pressão em função da velocidade do ar no leito foram obtidos e analisados. As condições operacionais empregadas no leito de jorro cônico foram simuladas por meio da técnica de CFD. Para os leitos compostos por polietileno e discos cartonados com uma proporção mássica de 5 a 50% de cartonadas, a análise dos dados experimentais mostraram que o regime de jorro foi atingido. Para as misturas de areia e discos cartonados em leito de jorro, o regime de jorro foi atingido para os leitos contendo 5 e 10% em massa de cartonadas. Nas condições operacionais empregadas nesta pesquisa, as simulações CFD mostraram que o modelo Euleriano Granular Multifásico aplicado com o modelo de arraste de Syamlal-OBrien é capaz de predizer qualitativamente o comportamento fluidodinâmico característico de um leito de jorro cônico operando com misturas de partículas não esféricas. Uma análise do reaproveitamento das embalagens cartonadas por meio da pirólise, sob os pontos de vista energético e ambiental, mostra que uma grande quantidade de energia e bauxita pode ser economizada em função do alumínio que é recuperado no processo.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:29:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10854_51 - Edson de Jesus Segantine.pdf: 7213913 bytes, checksum: c8c9a5e5271aa2ecaf88597158fd7cf1 (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / O controle da produção de areia em poços de petróleo e gás tem sido um assunto de grande interesse da indústria do petróleo. A produção de areia tem relação direta com o aumento dos custos de produção destacando-se problemas como o desgaste prematuro de equipamentos, aumento considerável no número de operações de intervenção e principalmente a falta de sondas para as operações de intervenção. Neste contexto, o presente trabalho buscou simular a eficiência de separação em 32 geometrias de separadores tubo-ciclônicos no processo de separação de areia produzida em poços de petróleo. Inicialmente, realizou-se a simulação para o separador tubo-ciclônico de duas hélices cujos dados experimentais estão disponíveis na literatura. Logo após, foram construídas diferentes geometrias deste tipo de separador variando os principais parâmetros geométricos por meio do planejamento fatorial fracionário de dois níveis com o intuito de realizar uma triagem dos fatores que mais relevantes. Contudo, os resultados dos testes de validação não mostram resultados satisfatórios para os parâmetros de injeção de partículas utilizados. Desta forma, foram conduzidas análises do escoamento do fluido para as diferentes geometrias de separadores e aplicação do método para a velocidade tangencial e queda de pressão. De acordo com os resultados, verificou-se que para os cinco fatores geométricos analisados o diâmetro do tubo externo do separador, o número de hélices e o comprimento do vortex finder são os mais significativos. Os fatores que mais influenciaram na queda de pressão foram o diâmetro externo, a vazão de entrada e o número de hélices, sendo mais pronunciada em escoamentos viscosos. Por fim, um modelo baseado no ajuste linear das simulações foi proposto para a queda de pressão em função dos oito parâmetros analisados e das principais interações entre dois fatores. Dentre os resultados, observou-se um aumento de 110% na queda de pressão para um aumento na vazão de entrada de 60 m3/dia para 116 m3/dia.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Andrielle Gomes (andriellemacedo@bce.unb.br) on 2015-07-07T12:14:54Z No. of bitstreams: 1 2015_MuriloLimeiradaCostaNeto.pdf: 9125312 bytes, checksum: d3a38a3622696c905dc76f4064134fc1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-17T12:16:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MuriloLimeiradaCostaNeto.pdf: 9125312 bytes, checksum: d3a38a3622696c905dc76f4064134fc1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T12:16:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MuriloLimeiradaCostaNeto.pdf: 9125312 bytes, checksum: d3a38a3622696c905dc76f4064134fc1 (MD5) / Atentados terroristas ao redor do mundo, acidentes envolvendo explosões ou mesmo utilização destas para fins de demolição ou mineração vem fazendo com que o estudo do fenômeno explosão e das ondas de choque ganhe cada vez mais importância. A grande complexidade envolvida na análise deste fenômeno demanda um número crescente de estudos que envolvem pesquisadores das mais diversas áreas como, por exemplo, engenheiros químicos, civis, aeroespaciais etc. As não-linearidades existentes no estudo das explosões e ondas de choque são originadas do grande número de fatores que orientam estes fenômenos, onde boa parte deles varia com o tempo. No âmbito da engenharia civil o evento de uma explosão não programada impõe risco às edificações e aos usuários desta. Devido ao elevado nível de dificuldade de estudo e análise deste fenômeno, faz-se necessária a utilização de recursos e ferramentas computacionais cada vez mais eficientes. Neste trabalho foi realizada uma revisão do fenômeno explosão e ondas de choque, abordando os principais conceitos envolvidos no estudo deste dentro da engenharia civil, além da utilização de uma ferramenta baseada na fluidodinâmica computacional (Autodyn) para a execução de diversas simulações envolvendo fatores importantes no estudo das explosões. Com os resultados obtidos através das simulações foi analisada a acurácia e limitações dos métodos empíricos de predição das pressões da onda de choque em comparação com os numéricos. Também foi feita uma análise de características importantes referentes ao estudo das explosões, como efeitos de canalização e a influência de obstáculos na mitigação das pressões de onda no interior de edificações. / Terrorist attacks around the world, accidents involving explosions or use of these for demolition or mining purposes make the explosion phenomenon and the study of shock waves even more important. The great complexity involved in the analysis of this phenomenon requires a growing number of studies involving researchers from various fields, for example, chemical engineers, civil engineers, aerospace engineers etc. The nonlinearities in the study of explosions and shock waves come from the large number of factors that guide this phenomenon, where many of them are time variants. In civil engineering the event of an accidental explosion imposes risks to buildings and their users. The high level of difficulty of the blasts study and analysis demands the use of computational tools and resources to help the development of optimized structures designs. The limitations and accuracy of empirical methods to predict the blast wave pressures were analysed. The results permitted the analysis of important features of blast waves as channelling effects and the influence of rigid obstacles on the blast wave pressure profile.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:57:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10410_BrunoPVaneli_Final_Dissertacao.pdf: 4819620 bytes, checksum: 6b00aa51c31e166f4ef62f6162d27b5b (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / Oliveira (2014) desenvolveu modelos (linear e não linear) para estimativa da eficiência de remoção de turbidez em Floculadores Tubulares Helicoidais (FTHs), relacionando a eficiência do processo com sete parâmetros adimensionais representativos da geometria (&#119863;/&#119889; e &#119901;/&#119871;), hidráulica (&#119862;&#119886; e &#119877;&#119890;) e hidrodinâmica (&#119878;&#119899;, &#119864;&#119886;&#119889;&#119898; e &#119867;&#119886;&#119889;&#119898;) dessas unidades. Neste trabalho, três aspectos dos modelos propostos são tomados para aperfeiçoamento: I) por produzir um coeficiente de determinação maior, Oliveira (2014) tomou o modelo não linear como referência. Porém, o desvio relativo médio produzido pelo modelo linear foi menor que o observado no modelo não linear; II) foi empregado, no âmbito da modelagem fluidodinâmica computacional, o modelo laminar para modelar o escoamento nos FTHs cujo &#119877;&#119890; era superior ao Reynolds crítico (&#119877;&#119890;&#119888;) valor que marca o final do regime laminar e o início do regime de transição; III) dentre os parâmetros hidrodinâmicos incorporados nos modelos desenvolvidos, não se encontra o gradiente de pressão normal parâmetro importante para caracterizar o escoamento secundário. Como resultado: verificou-se que o modelo linear proposto possui maior capacidade de predição dos dados experimentais quando comparado ao modelo não linear, e por isso foi tomado como referência para aperfeiçoamento; recomendou-se para a estimativa do valor do &#119877;&#119890;&#119888; em tubos de curvatura forte (&#119863;/&#119889;&#8804;35,7) o emprego da formulação proposta por Kühnen et al. (2015) e em tubos de curvatura média (35,7<&#119863;/&#119889;&#8804;110) e fraca (110<&#119863;/&#119889;) o emprego da formulação proposta por Cioncolini e Santini (2006). Assim, para a aquisição dos parâmetros hidrodinâmicos, empregou-se o modelo laminar para modelar o escoamento nos FTHs operando com &#119877;&#119890; inferior ao &#119877;&#119890;&#119888; e o modelo de turbulência &#119896;&#8722;&#120596; nos casos em que o &#119877;&#119890; do escoamento era superior ao &#119877;&#119890;&#119888;. Ao considerar a modelagem da turbulência, foi verificada uma melhoria na qualidade do ajuste do modelo linear proposto por Oliveira (2014); constatou-se que o gradiente médio de pressão normal (&#119866;&#119875;&#119886;&#119889;&#119898;) deve ser considerado no modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez. Quando considerado, os parâmetros &#119878;&#119899; e &#119867;&#119886;&#119889;&#119898; passam a ser estatisticamente insignificantes, obtendo-se um modelo mais simples e com estatísticas melhores do que o modelo linear proposto por Oliveira (2014).

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8506_TESE_DANIELI.pdf: 5471722 bytes, checksum: 323e12200ee81a44598c5c791eb7cc96 (MD5) Previous issue date: 2014-12-12 / A utilização de Floculadores Tubulares Helicoidais (FTHs) em sistemas hidráulicos de clarificação tem produzido altas eficiências de remoção de turbidez associadas a baixos tempos de processo, quando comparado às unidades comumente utilizadas para este fim. Em Oliveira (2008) é apresentado um modelo de estimativa de remoção de turbidez baseado em características geométricas e hidráulicas de 84 FTHs; no entanto, não considera características hidrodinâmicas das unidades, sendo estas de grande importância na interação entre as partículas presentes na massa líquida e, consequentemente, na formação e/ou desestruturação de flocos. Assim, é apresentado nesta tese o aperfeiçoamento do modelo de estimativa de eficiência de remoção de turbidez proposto por Oliveira (2008), com enfoque em aspectos hidrodinâmicos da floculação. Para tanto, a caracterização hidrodinâmica dos FTHs foi aprimorada com o auxílio de modelagem fluidodinâmica computacional (CFD), o que permitiu a obtenção de uma metodologia alternativa para a determinação do parâmetro gradiente médio de velocidade () pela via hidrodinâmica, sendo este um parâmetro de grande relevância no projeto de floculadores. Tal metodologia apresenta forte embasamento físico, alto coeficiente de determinação quando correlacionado com os valores obtidos de forma hidráulica (R²=0,96), e baixos desvios médios quando comparados com os resultados obtidos com os modelos empíricos comumente utilizados (15,8%), indicando ser uma boa ferramenta para a determinação de A busca pelo aperfeiçoamento da caracterização hidrodinâmica do reator considerou quatro outros parâmetros hidrodinâmicos: o swirl number (), a energia cinética específica média ( ), a vorticidade ( ) e a helicidade ( ). A inserção destes parâmetros permitiu a obtenção de um modelo de estimativa de eficiência de remoção de turbidez mais aderente ao processo físico, quando comparado ao modelo de Oliveira (2008). Essa maior aderência é mensurada pela capacidade de prever, de forma satisfatória, o comportamento ascendente-descendente da eficiência de remoção de turbidez, ao longo do tempo de processo, verificado por meio de modelagem física, o que não é possibilitado por nenhum modelo analítico disponível na literatura para floculador de fluxo contínuo. Além disso, tanto o coeficiente de determinação como o valor médio do desvio percentual absoluto apresentaram melhorias significativas, passando, respectivamente, de 0,83 para 0,92, e de 2,4% para 1,7%. Estes resultados indicam que o modelo proposto neste trabalho se torna muito promissor no auxílio ao projeto racional de FTHs.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-10T09:32:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9148406 bytes, checksum: 0ac127d00d465377803035748fba7b10 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T09:32:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9148406 bytes, checksum: 0ac127d00d465377803035748fba7b10 (MD5) Previous issue date: 2015-06-25 / A ventilação por ação dos ventos é um agente interveniente na qualidade do ar e nas trocas de calor nos espaços urbanos, sendo a velocidade do escoamento um fator decisivo para determinar as trocas de calor e de renovação do ar. Dentre as ferramentas disponíveis para a análise do escoamento de ar no espaço urbano, destacam-se as técnicas CFD (Computational Fluid Dynamics). Na modelagem CFD para problemas de ventilação urbana, é importante investigar alguns parâmetros de configuração. Por isso, a pesquisa investigou o uso e aplicação das técnicas CFD para estudo e análise da ventilação urbana por ação dos ventos em uma cidade de grande porte, tendo como objeto de investigação a capital paraense, Belém/PA. Para isto, foi realizada uma revisão de literatura sobre o escoamento do ar em meio urbano com o uso de técnicas CFD no Brasil e no mundo, além da investigação de diretrizes e parâmetros de configuração que são aplicados em simulação CFD para modelagem de ventilação natural urbana. E, por fim, o uso e a aplicação desses parâmetros em modelos de quadras existentes em Belém/PA, segundo os cenários de consolidação dos Planos Diretores Urbanos e a análise qualitativa e quantitativa do escoamento de ar. Dentre as conclusões, a simulação CFD foi uma ferramenta útil por seu potencial em fornecer informações quantitativas e qualitativas. Entretanto, faz-se necessária uma aplicação criteriosa dos parâmetros de simulação voltados à ventilação natural em escala urbana para resultados confiáveis. Quanto às simulações, identificou-se que o adensamento urbano e a redução dos recuos entre as edificações são fatores importantes para contribuição da redução da velocidade do vento e o seu potencial de ventilação. E em situações onde existem altos gabaritos, a aplicação de maiores afastamentos pode colaborar para a melhoria da circulação de ar entre construções. A partir dos resultados obtidos, ratifica-se a potencialidade da ferramenta CFD para estudos de ventilação urbana através da inserção criteriosa das diretrizes de configuração e salienta-se a necessidade de maior atenção às legislações pelos urbanistas na configuração do tecido urbano para se melhorar as condições de escoamento do vento. / The ventilation by wind action is an intervening agent in the air quality and heat exchanges in urban areas, and the flow velocity is a decisive factor in determining the heat and air exchange rates. Among the tools available for airflow analysis of in the urban space, the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique can be highlighted. In CFD modeling of urban ventilation problems, it is important to investigate some setting parameters. Therefore, the research investigated the use and application of CFD techniques for study and analysis of urban ventilation by wind action in large cities, being the object of this investigation the city of Belém/PA. For this, it was conducted a literature review on the air flow in urban areas using CFD techniques in Brazil and worldwide. In addition the guidelines and setting parameters for modeling of urban natural ventilation. Finally, it was investigated the application of these parameters in models of existing blocks in Belém/PA, according to the consolidation scenarios of the Urban Master Plans and the qualitative and quantitative analysis of the air flow. Among the findings, the CFD simulation is useful tool due to its potential to provide quantitative and qualitative information. However, it is necessary to carefully apply the simulation parameters of natural ventilation in urban scale for achieving reliable results. About the simulations, it is stated that the urban density and reducing setbacks between buildings are important factors in the contribution of wind speed reduction and its potential for ventilation. And in situations where there are high buildings, the application of greater distance can collaborate to improve the air flow between buildings. From the above results, it is confirmed the potential use of CFD techniques for urban ventilation studies supported by the careful application of the setting parameters, and emphasizes the need for greater attention to legislation by planners in the city configuration for to improve wind flow conditions. / Sem lattes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-13T04:06:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334825.pdf: 2638319 bytes, checksum: 07f9a484a64ffe2f1c11ee102eadfb7c (MD5) Previous issue date: 2015 / Leitos fluidizados são equipamentos versáteis cujo número de aplicações experiencia um crescimento constante. Apesar disso, os fenômenos que ocorrem dentro destes equipamentos ainda não são perfeitamente compreendidos, sobretudo no que se refere à transferência de calor. A fluidodinâmica computacional tem desempenhado um importante papel na compreensão, design e scale up de operações de engenharia, porém para isso é preciso que se disponha de modelos computacionais confiáveis e validados frente a dados experimentais. Neste trabalho foram estudados vários parâmetros da simulação de leitos fluidizados, como modelo de arraste e coeficiente de especularidade, a fim de obter uma configuração que melhor descrevesse este processo. Após a conclusão desta etapa, o trabalho seguiu com o estudo de diferentes superfícies de troca térmica submersas no leito fluidizado, a fim de cumprir o objetivo proposto: verificar a influência dos parâmetros destas superfícies no fenômeno de transferência de calor entre leito e superfície. Para isso foi utilizado o software ANSYS® CFD (FLUENT®), com uma abordagem Euleriana-Euleriana, que descreve ambas as fases como fluidos interpenetrantes, sendo que as propriedades da fase particulada foram descritas através da teoria cinética dos escoamentos granulares. O leito fluidizado simulado foi baseado no trabalho experimental de Di Natale, Lancia e Nigro (2007) e utilizava ar como fase gasosa e partículas de vidro, classe B de Geldart (1973) como fase particulada. Os resultados de Di Natale, Lancia e Nigro (2007) foram utilizados para validação. Todas as simulações foram realizadas num domínio bidimensional, utilizando axissimetria. Após vários testes definiu-se que o modelo que melhor representa os dados experimentais utiliza o modelo de Gidaspow (1986) para o arraste, coeficiente de especularidade igual a 0,1 e modelo ? - e disperso para turbulência. Após validação do modelo foram construídas diferentes geometrias, com diversas superfícies de troca térmica, incluindo diferentes cilindros, uma esfera e um cone. O aumento das dimensões do cilindro, principalmente do diâmetro, gerou uma diminuição do coeficiente de transferência de calor. A superfície esférica produziu o maior valor de coeficiente de transferência de calor, o que está de acordo com o trabalho experimental de Di Natale, Lancia e Nigro (2007). Outras velocidades de entrada do gás foram testadas, porém o modelo falhou em descrever o comportamento fluidodinâmico a uma velocidade mais baixa, provando a importância de se verificar para quais condições um modelo se aplica, antes de usá-lo indiscriminadamente.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8157_Jardel Leno.pdf: 2092708 bytes, checksum: 22f89331f4c95b938fe5b90b2b285a72 (MD5) Previous issue date: 2014-09-11 / Na última década, várias rotas de reutilização de resíduos de embalagens cartonadas têm sido propostas na literatura. Dentre os processos de recuperação, a pirólise de resíduos cartonados vem se destacando devido à possibilidade de obtenção de produtos com elevado valor agregado, como os óleos parafínicos e barras de alumínio. Recentemente, o leito de jorro tem sido investigado como um reator promissor para a pirólise de sólidos, devido sua alta eficiência energética. Entretanto para que a pirólise ocorra de forma adequada é imprescindível a realização de um procedimento totalmente investigativo da dinâmica do escoamento de ar em meio aos resíduos no leito de jorro cônico. Assim, este estudo tem como objetivo analisar o comportamento fluidodinâmico do compósito PEBD/AL (em forma de pellet, ds = 2,58 mm) e as misturas de compósito PEBD/AL e areia (ds = 2,58 mm), em um leito de jorro cônico. Os dados experimentais de queda de pressão são medidos por um transdutor de pressão diferencial. Estes são endereçados a uma interface A/D, da National Instruments. A comunicação USB permite que os dados sejam processados em um computador pelo programa de aquisição de dados desenvolvido em linguagem de programação gráfica utilizando o Labview 10.0. Os dados de velocidade do ar são obtidos pelo inversor de frequência que acompanha a unidade experimental. O modelo Euleriano é utilizado nas simulações para descrever o fluxo de ar-sólido em leito de jorro cônico. As equações do modelo são abordadas utilizando a técnica de dinâmica dos fluidos computacional com o método de volumes finitos, utilizando uma malha estruturada bidimensional para discretização do domínio. Os resultados obtidos com a inserção da turbulência (k- &#603;, disperso) ao modelo subestimam os valores experimentais, onde os dados de velocidade de mínimo jorro (Vmj), queda de pressão de mínimo jorro (&#916;Pmj) e queda de pressão máxima no leito (&#916;Pmax) apresentaram desvio percentual máximo igual a -13,5; -9,5 e -23% respectivamente. Qualitativamente, os perfis de porosidade são fisicamente consistentes e estão de acordo com os relatados na literatura. Palavras-chave: Pirólise. Energia. Fluidodinâmica computacional. Embalagens cartonadas. Resíduos sólidos.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:39:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9535_Dissertação Priscilla S Almeida versão inicial.pdf: 1564615 bytes, checksum: 7083a7981886f6003c70b29a150638e6 (MD5) Previous issue date: 2016-01-26 / A substituição de recursos não renováveis por renováveis é um dos grandes objetivos almejados mundialmente. O Brasil é um país que tem obtido sucesso nesta corrida por uma matriz energética onde as fontes alternativas são predominantes. A biomassa é uma fonte renovável promissora que ao ser utilizada com adequadas tecnologias é capaz de gerar produtos com alto potencial energético.A pirólise se destaca no cenário das tecnologias de conversão termoquímica, sendo os reatores mais indicados no processo aqueles capazes de fornecer uma excelente mistura dos componentes a serem pirolisados. O leito de jorro, por ser um equipamento que proporciona um elevado contanto entre sólidos e fluido, adéqua-se como um bom reator de pirólise. Sendo assim, um estudo fluidodinâmico do comportamento das partículas envolvidas neste processo é uma das etapas básicas para aplicação desta técnica. A casca do cacau é o principal resíduo do processo de beneficiamento do cacau, compondo cerca de 80% do fruto. Utilizada normalmente para produção de ração animal e fertilizantes,essa biomassa pode ser vista como uma conveniente fonte energética. O presente trabalho tem como objetivo principal estudar a fluidodinâmica de uma mistura binária composta por partículas de casca de cacau e areia em um leito de jorro. Foram avaliados parâmetros como velocidade de mínimo jorro e queda de pressão de jorro estável através de análises estatísticas para diferentes alturas de leito estático (6, 8 e 10cm) e frações mássicas de casca de cacau (25, 50 e 75%). A segregação das misturas foi analisada nas alturas de leito e frações mássicas da casca de cacau adotadas no estudo fluidodinâmico, variando a velocidade do ar em 10, 20 e 30% acima da velocidade de mínimo jorro. O regime de jorro estável foi estabelecido na região experimental estudada. Constatou-se que a velocidade de mínimo jorro não foi influenciada por variações na fração mássica, diferentemente da queda de pressão de jorro estável que sofreu interferência tanto da fração mássica quanto da altura de leito estático. A segregação das partículas foi observada nas regiões do topo e do fundo do leito. Simulações via CFD foram realizadas empregando o modelo Euleriano para descrever o escoamento gás-sólido no leito de jorro e utilizando uma malha bidimensional estruturada. As simulações se mostraram de acordo com o observado experimentalmente com relação ao comportamento fluidodinâmico e a segregação no fundo do leito

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-24T03:08:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335980.pdf: 14630918 bytes, checksum: eaa7323a79f25194e74123646dce07e0 (MD5) Previous issue date: 2015 / O tratamento de energia térmica de gases, realizado por meio de recuperadores de calor em chaminés, fornos ou equipamentos aquecidos, tem se tornado uma alternativa importante na redução do consumo de combustíveis nas indústrias. A modelagem numérica com fluidodinâmica computacional (CFD), realizada através do software COMSOL Multiphysics® que utiliza elementos finitos na discretização do domínio, é utilizada para predizer o perfil de velocidades e temperaturas no misturador. O escoamento compressível no misturador é governado pela equação da continuidade, de Navier Stokes da quantidade de movimento e da equação da conservação da energia. Neste trabalho os escoamentos turbulentos são preditos pelos modelos de turbulência k-e, já o escoamento não isotérmico em meio poroso, através das equações de Brinkman. Desenvolveu-se um protótipo misturador de gases com características modulares e flexíveis, composto por um cilindro com uma injeção de ar quente em uma das extremidades e uma injeção lateral de ar a temperatura ambiente, formando um ângulo de 90º, a saída está disposta no lado oposto. Nos procedimentos experimentais observa-se variação de parâmetros de velocidade de injeção de ar a temperatura ambiente e ar aquecido, de 0,5 = u = 2,5 m/s, em três diferentes temperaturas. Um longo transiente de temperatura com 55 min de duração e sucessivas perturbações na vazão é imposto no estabelecimento da corrente quente. Perturbações laminares do tipo segregado, vórtex e de imersão são percebidas nos modelos laminares. O incremento na velocidades de injeção dos fluidos desenvolvem uma proporcional melhora no contato entre as camadas os fluidos. Regiões isotérmicas estendidas, desenvolvidas por camadas laminares de fluido, são formadas em baixas velocidades de injeção. A reprodução dos dados experimentais pelo modelo tem desvios menores que 10 °C em módulo para velocidades de fluido frio maiores que 1,0 m/s. A qualidade da mistura, avaliada pelo estudo das curvas de isovalores de temperaturas na saída do modelo, mostra-se proporcional ao aumento das velocidades de injeção. A introdução de um meio fibroso, composto por fibra de vidro na câmara de mistura, apresenta-se como alternativa significante para a melhoria da eficiência de mistura e incremento da inercia térmica em regimes de baixas velocidades de injeção. / Abstract : Thermal energy handling performed by heat exchangers on chimneys, kilns or heated machinery have become an important alternative at the reduction of fuel at industries. The numeric modelling with computational fluid dynamics (CFD) performed by the software COMSOL Multiphysics®, which uses finite elements at the domain's discretization, is used to predict the velocities and temperatures' profile at the mixer. The compressible flow at the mixer is governed by the continuity, Navier Stokes' momentum and energy conservation's equations. At this work, turbulent flows are predicted by the turbulence models k-e, unlike the porous media non-isothermal flow, which is predicted by Brinkman's equations. A modular and flexible gas mixer prototype was developed, which is composed by a cylinder with hot air injection on one extremity and a lateral injection of ambient air, forming a 90-degree angle, the exit was put at the opposite side. On the experimental procedures were observed of inlet air velocity at ambient temperature and heated air, from 0.5 = u = 2.5 m/s, at three different temperatures. A long transient of temperature 55 minutes long and successive perturbations at the flow is imposed at the hot air establishment. Laminar disturbances from the segregated, vortex and immersion types are observed in the laminar models. The flows inlet velocities' increasing develop a proportional improvement at the contact between the fluids' layers. Extended isothermal regions developed by fluid's laminar layers are formed at low speed of injection. The experimental data's reproduction by the model has deviations less than10 °C in module for cold air's velocities higher than 1.0 m/s. The mixing quality, evaluated by the isovalue curves' study of temperatures at the model's outlet, shows itself proportional to the injection velocities' rise. The admission of fibrous media, consisting on glass fiber at the mixing chamber, presents itself as significant alternative to the improvement of mixing efficiency and increase of thermal inertia for low speed of injection.