Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-07-14T12:51:11Z No. of bitstreams: 1 Gabriel Cristiano Kuhn_.pdf: 1527987 bytes, checksum: dd028ed9d9ded68e948299bcc1bfb746 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T12:51:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriel Cristiano Kuhn_.pdf: 1527987 bytes, checksum: dd028ed9d9ded68e948299bcc1bfb746 (MD5) Previous issue date: 2016-04-27 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Válvula L é um tubo em forma de L destinado a conduzir partículas sólidas entre dois reservatórios. Este dispositivo usa injeção de um fluido e a sua geometria para o controle da vazão dos sólidos. A aplicação deste tipo de válvula não mecânica se dá em processos que visam o transporte de partículas, como linhas de transporte pneumático e reatores de leito circulante. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma correlação para a vazão mássica de sólidos através da análise dos números adimensionais, calculados com base em variáveis do processo, e dados experimentais. Com uma correlação mais precisa torna-se mais fácil o controle e o projeto de uma válvula L. Este estudo desconsidera a influência dos reatores, levando em conta apenas a influência da geometria da válvula, a variação da injeção de ar e as propriedades das partículas. A bancada de ensaios foi projetada com duas válvulas L (diâmetros de 34 e 70 mm) feitas de acrílico. Foram utilizadas esferas de vidro (diâmetro Sauter 0,8 mm, massa específica efetiva 1580 kg/m3, grupo D da classificação Geldart), conduzidas por ar comprimido. Aplicando-se o teorema de PI de Buckingham às variáveis importantes do processo, três números adimensionais foram obtidos. Após uma bateria de testes, estes números adimensionais foram calculados para várias condições de ensaios. Com base nos dados experimentais, obteve-se uma equação de ajuste e uma correlação para o fluxo de sólidos. Calculou-se seis correlações, porém é possível dizer que apenas três descrevem o processo, mesmo que com alguma incerteza. Para as válvulas de 34 mm foi possível observar a máxima taxa de sólidos, ou seja, qualquer incremento na vazão injetada resulta em uma diminuição do escoamento de sólidos. / L valve is a right angled, L shaped pipe applied to transfer solids between two vessels. The device uses gas injection and pipe geometry for controlling the flow of particulate solids. This kind of non-mechanical valve is used in processes as pneumatic transport lines and circulating fluidized beds. This study aims to develop a new correlation to the solids mass flow rate through dimensional analysis, experimental data and equation fitting. An accurately way to estimate the flow of solids makes easier the valve design and control. This study does not consider the influence of the reactors that an L valve connect, in other words, this approach is limited to the influence of L valve geometry, gas injection and particle properties. A test section was built, comprising two valve diameters (acrylic pipes of 34 and 70 mm). Glass beads will be used as solids (Sauter diameter 0.8 mm, bulk density 1580 kg/m3, group D of Geldart classification) conveyed by air. Dimensionless numbers were calculated (by Buckingham PI theorem) from the variables of the process, then an experimental program was done. Based on experimental data, π_1, π_2 and π_3 values were calculated for various test conditions. Based on the experimental data, an equation fit and a correlation to the solids mass flow rate were obtained. Six correlation were calculated but only three are able to describe the L valve process with a minimum accuracy. Maximum solids flow were achieved for 34 mm L valve, in other words, if aeration rate is increased beyond this point, solids flow decreases.

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.