Orientador : Silvia Azucena Nebra de Perez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:04:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoy_AdolfoLudovico_M.pdf: 2489243 bytes, checksum: fd6f91adc7d0c68aad4cb3f8c4efc1f0 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Neste trabalho estuda-se o tempo de permanência de partículas de granulometria grossa em um ciclone de gás. O mesmo foi determinado experimentalmente em um ciclone industrial utilizando-se esferas de vidro de 1mm de diâmetro aproximadamente. Foram obtidas correlações do tempo de permanência das partículas em função da concentração volumétrica das mesmas. Um modelo matemático para o escoamento "ar+partículas" para o cálculo do tempo de permanência é proposto. Este consiste em um tratamento de camada limite de 2 subcamadas, uma interna, de ar, e outra externa, do fluido "ar +partículas" o qual é considerado monofásico com uma viscosidade apropriada. O método de Polhausen foi utilizado para a integração das equações de movimento na camada limite. Para as velocidades na borda da camada foram obtidos valores experimentais. O ajuste de um valor apropriado para a viscosidade do fluido"ar+partículas'" na camada limite foi feito a partir das determinações experimentais do tempo de permanência / Abstract: The residence time of grain coarse particles in a cyclone of gas is investigated. The residence time was measured in an industrial cyclone for glass spheres of approximately 1 mm of diameter. A mathematical modeling for the "air +particles" flow yields the residence time estimated. This proposed model envolves a boundary layer of two layers: the inner one with air, and an outer one with "air +particles" fluid, which is assumed monophasic with an appropriate viscosity. The boundary layer equations are integrated across the boundary layer and are solved by using a Polhausen technique. The velocities at the outer edge of the boundary layer was measured. The viscosity in the "air+particles" boundary layer was fitted to the experimental observations of the residence time / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Marco Aurelio Cremasco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:12:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peres_AlexandredePaula_M.pdf: 3158270 bytes, checksum: 4652ac501171f2773a8365d8fb2770a3 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: No presente trabalho, foram estudados experimentalmente os fenômenos de transferência de calor e tempo de residência de sólidos no interior ciclônico, utilizando-se dois ciclones tipo Lapple de D = 0,15 m e D = 0,20 m. Uma série de experimentos foi realizada com o objetivo de quantificar a troca térmica, tanto entre a corrente gasosa, com e sem a presença de particulados, e as paredes do equipamento, quanto o contato gás-partículas, além da obtenção do tempo de residência dos sólidos. Trabalhou-se com uma ampla faixa de velocidade de alimentação do ar na entrada do ciclone 5,5 < ou = 'V IND. O¿ < OU = 17,1 m/s, concentração volumétrica de sólidos, 0,41 x ¿10 IND. ¿ 5¿ ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In this work is considered the experimental study of heat transfer phenomena and residence time of solids in the cyclone. Two Lapple cyclones are utilized, being one of D = 0,15m and other with D = 0,20 m. A set of experiments was realized in order to quantify the heat transfer between gas and wall, with and without particles, as between gas and particles. The residence time of particles in cyclones also was obtained. The experimental runs were made with wide range of feed air velocity in the entrance of the cyclone 5,5 < ou = 'V IND. O¿ < OU = 17,1 m/s, particle volumetric concentration, 0,41 x ¿10 IND. ¿ 5¿ ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:54:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_DanielRolladeCamargo_M.pdf: 4662537 bytes, checksum: bae865916334a6c7d4b5c87e4c2474af (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a construção de um programa que calcula a eficiência de coleta e a perda de carga apresentada por um ciclone sob determinadas condições de operação. A criação deste programa foi solicitada pela PETROBRÁS-SIX (Superintendência da Industrialização do Xisto), unidade de São Mateus do Sul (PR), devido ao seu interesse em dispor desse tipo de ferramenta para simulação e/ou projeto de ciclones. O programa dispõe de oito métodos diferentes para cálculo de eficiência e sete métodos para cálculo de queda de pressão, sendo todos eles empíricos ou semi-empíricos. A fim de possibilitar a avaliação do grau de exatidão dos resultados obtidos por cada um desses métodos, foi construído, ainda, um banco de dados contendo 108 arquivos de dados experimentais. Destes, 80 correspondem a dados obtidos da literatura e 28, aos dados gerados por uma série de testes realizados em uma unidade de bancada na própria SIX. A partir destes dados foi feita uma análise da performance de cada um dos métodos existentes no programa construído / Abstract: The goal of this work was to develop a software which calculates the collection efficiency and pressure drop observed in a cyclone under known operational conditions. The creation of this software was solicited by the São Mateus do Sul (PR) unit of PETROBRÁS-SIX, due to its interest in having this kind of tool for the cyclone design and/or simulation. The software has eight different methods for the prediction of efficiency, and seven methods oriented for pressure drop calculations. Ali of them are empiric or semi-empiric. In order to evaluate the accuracy achieved by each method, a data bank containing 108 files with experimental results was constructed: 80 files were obtained from the literature and the other 28 files were generated by a set of tests carried out in a test system at PETROBRÁS-SIX. These data were used to analyse the performance of each method present in the developed software / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos / Mestre em Engenharia Química

O papel dos fluxos de superfície de calor sensível e latente (FCSL) em dois ciclones extratropicais com desenvolvimento distinto na costa do sul do Brasil foi avaliado a partir de simulações numéricas utilizando o modelo de área limitada WRF versão 2.2. Em um dos ciclones, a circulação se originou em baixos níveis e propagou-se para a média troposfera (ciclone 1). No outro ciclone (ciclone 2) a circulação originou-se em níveis médios e propagou-se até a superfície. Foram realizadas simulações numéricas com e sem FCSL para cada um dos ciclones. A trajetória do ciclone 1 foi fortemente alterada na ausência de FCSL, exibindo deslocamento incorreto (para nordeste) e menor tempo de vida. Este comportamento esteve associado às mudanças no padrão de advecção de temperatura em baixos níveis e à diminuição da convergência de massa induzida pelo calor sensível, na ausência de FCSL. No experimento sem FCSL, ocorre também desacoplamento entre o ciclone em superfície e a onda em níveis médios e altos, com consequente enfraquecimento do sistema. O aumento da estabilidade estática e o mecanismo de convergência de Ekman são responsáveis por menor convergência nas regiões frontais na ausência de FCSL. A relação de fase entre os campos de altura geopotencial e temperatura em baixos níveis e o perfil vertical de aquecimento diabático também mostram condições mais favoráveis ao desenvolvimento do ciclone na presença dos FCSL. O ciclone 2 não teve a trajetória alterada entre as duas simulações. A advecção de temperatura e a convergência em baixos níveis devido ao calor sensível foram semelhantes, explicando a similaridade na trajetória nos experimentos com e sem FCSL. A convergência de Ekman diferenciou-se entre as duas simulações, especialmente no final do ciclo de vida do ciclone, mostrando que este processo também altera a intensidade de ciclones fracos. A influência dos FCSL mostrou-se dependente do mecanismo dominante de formação dos ciclones. O ciclone 1, com forçante dinâmica menos intensa, sofreu grandes variações em trajetória e tempo de vida na ausência de FCSL. Já o ciclone 2, sob forçante dinâmica mais definida e intensa, mostrou-se menos dependente dos processos de superfície para o seu deslocamento. Os mecanismos de aprofundamento foram mais intensos no ciclone 1. / The role of latent and sensible heat fluxes (LSHF) between ocean and atmosphere during the development of two extratropical cyclones over the southwestern Atlantic Ocean is analyzed using the WRF (Weather Range and Forecast) Mesoscale Model, version 2.2. In cyclone 1, the circulation has originated in low levels and propagated to the middle troposphere; the cyclone 2s circulation has originated in middle levels propagating towards the surface during its life cycle. The trajectory of cyclone 1 was strongly influenced by the surface heat fluxes, showing an incorrect displacement and a shorter lifetime in the absence of these fluxes. This behavior is associated with changes in low level temperature advection and the reduction of low level mass convergence is induced by sensible heat fluxes from surface. In the absence of LSHF there is also a decoupling of the surface low and the upper level wave, causing the weakening of the system. Without surface fluxes, the higher static stability and the weaker Ekman convergence mechanism are responsible for less convergence in the frontal regions of the cyclone. The lagging of the geopotential wave and the temperature wave in low levels, and the diabatic heating profile in the troposphere also show more favorable conditions to the cyclone deepening in the presence of surface fluxes. The trajectory of cyclone 2 showed no significant modification in the absence of LSHF. The temperature advection field is similar and the low level convergence related to sensible heat fluxes didn´t has an impact on the displacement of this system. The Ekman convergence had smaller magnitude in the no-LSHF simulation, especially in the final stages of the cyclone life cycle, indicating that this mechanism can be important also for the deepening of weak systems and not only for explosive systems, as considered in previous studies. This work shows that the role of the LSHF seems to be dependent on the cyclone development main mechanisms. In cyclone 1, where the dynamic forcings are less intense, the absence of surface fluxes had a great impact on the trajectory, intensity and duration of the system. In cyclone 2, with more intense dynamic forcings, the displacement was less influenced by surface processes. The deepening mechanisms had greater impact on the cyclone 1.

Os ciclones secundários são sistemas que ainda não são bem definidos e, assim, são fenômenos de difícil previsibilidade, necessitando de mais estudos para identificar os sinais que disparam seu desenvolvimento. Neste estudo realizou-se um levantamento climatológico e estudo numérico de ciclogênese secundária no sudoeste do Oceano Atlântico Sul com o objetivo de obter informações sobre a atuação destes sistemas e entender os processos dinâmicos envolvidos no seu desenvolvimento. Para o período entre 1980 e 2010, a climatologia mostra que uma média de 3,9 sistemas secundários se forma por ano no Oceano Atlântico Sul. Estes sistemas ocorrem com maior e menor frequência nos meses frios e quentes, respectivamente. Dois tipos distintos de ciclones secundários foram encontrados. TIPO1 que se forma a leste e na região da frente quente do ciclone primário. Estes sistemas se desenvolvem sob advecção quente nos baixos níveis e pouca influência de anomalias de vorticidade potencial (VP) de altos níveis; TIPO2 se desenvolve a oeste/noroeste do ciclone primário onde predomina forte advecção fria em baixos níveis. No entanto, fluxos de calor e umidade intensos contribuem para aquecer a baixa troposfera e em altos níveis são forçados por anomalias de VP. Simulações numéricas com o modelo Weather Research and Forecasting (WRF) indicam os fluxos de calor sensível e latente na superfície como mecanismos de intensificação dos ciclones secundários TIPO1 e TIPO2, sendo o fluxo de calor latente mais importante no abaixamento de pressão destes sistemas. Os experimentos numéricos mostram que o ciclone do TIPO2 não se desenvolve na ausência de anomalia de VP, enquanto que o TIPO1 se desenvolve mais fraco e atrasado no tempo. A análise por separação de fatores indica que a anomalia de VP e algum outro mecanismo não relacionado aos fatores avaliados nas simulações tiveram papel disparador no ciclone do TIPO1, enquanto a interação da anomalia de VP com os fluxos de superfície atuou como intensificador. No TIPO2, o desenvolvimento ocorreu unicamente pela atuação da anomalia de VP, a qual também agiu como um intensificador juntamente com os fluxos de calor e umidade, bem como os processos de interação entre estes dois fatores. / Secondary cyclones are systems that are not well defined yet and they are difficult to predict, requiring further studies to identify the signals that trigger their development. In this study we carried out a climatology and numerical study of secondary cyclogenesis over the southwestern South Atlantic Ocean in order to obtain information about these systems and understand the dynamic processes involved in its development. The climatology for the period 1980-2010 shows that an average of 3.9 secondary systems per year develops in the southwestern South Atlantic Ocean. These systems occur with more and less frequency in the colder and warmer months, respectively. Two distinct types of secondary cyclones were found. TYPE1 forms eastward and over the warm front region of the primary cyclone. These systems develop due to warm advection at lower levels and relatively weak influence of potential vorticity (PV) anomalies at upper levels. TYPE2 develops westward/northwestward of the primary cyclone where strong cold advection predominates at lower levels. However, in this type, the lower troposphere is heated due to intense heat and moisture fluxes and at upper levels it is forced by PV anomalies. Numerical simulations using the Weather Research and Forecasting model (WRF) indicate that the sensible and latent heat fluxes on surface act as intensification mechanisms for both TYPE1 and TYPE2 secondary cyclones and that the latent heat flux influences more on decreasing the pressure in these systems. The numerical experiments show that the cyclone TYPE2 does not develop in the absence of PV anomalies, while the TYPE1 does, but it is relatively weaker and delayed in time. Factors separation analysis indicates that the PV anomaly and some other mechanism unrelated to the factors evaluated in the simulations have a triggering role in the development of the secondary cyclone TYPE1, while the interaction of PV anomaly with surface fluxes acted to intensify the cyclone. The TYPE2 development occurred solely due to PV anomaly, which also acted to intensifying together with heat/moisture fluxes on surface as well as the interaction processes of these two factors.

Os ciclones secundários são sistemas que ainda não são bem definidos e, assim, são fenômenos de difícil previsibilidade, necessitando de mais estudos para identificar os sinais que disparam seu desenvolvimento. Neste estudo realizou-se um levantamento climatológico e estudo numérico de ciclogênese secundária no sudoeste do Oceano Atlântico Sul com o objetivo de obter informações sobre a atuação destes sistemas e entender os processos dinâmicos envolvidos no seu desenvolvimento. Para o período entre 1980 e 2010, a climatologia mostra que uma média de 3,9 sistemas secundários se forma por ano no Oceano Atlântico Sul. Estes sistemas ocorrem com maior e menor frequência nos meses frios e quentes, respectivamente. Dois tipos distintos de ciclones secundários foram encontrados. TIPO1 que se forma a leste e na região da frente quente do ciclone primário. Estes sistemas se desenvolvem sob advecção quente nos baixos níveis e pouca influência de anomalias de vorticidade potencial (VP) de altos níveis; TIPO2 se desenvolve a oeste/noroeste do ciclone primário onde predomina forte advecção fria em baixos níveis. No entanto, fluxos de calor e umidade intensos contribuem para aquecer a baixa troposfera e em altos níveis são forçados por anomalias de VP. Simulações numéricas com o modelo Weather Research and Forecasting (WRF) indicam os fluxos de calor sensível e latente na superfície como mecanismos de intensificação dos ciclones secundários TIPO1 e TIPO2, sendo o fluxo de calor latente mais importante no abaixamento de pressão destes sistemas. Os experimentos numéricos mostram que o ciclone do TIPO2 não se desenvolve na ausência de anomalia de VP, enquanto que o TIPO1 se desenvolve mais fraco e atrasado no tempo. A análise por separação de fatores indica que a anomalia de VP e algum outro mecanismo não relacionado aos fatores avaliados nas simulações tiveram papel disparador no ciclone do TIPO1, enquanto a interação da anomalia de VP com os fluxos de superfície atuou como intensificador. No TIPO2, o desenvolvimento ocorreu unicamente pela atuação da anomalia de VP, a qual também agiu como um intensificador juntamente com os fluxos de calor e umidade, bem como os processos de interação entre estes dois fatores. / Secondary cyclones are systems that are not well defined yet and they are difficult to predict, requiring further studies to identify the signals that trigger their development. In this study we carried out a climatology and numerical study of secondary cyclogenesis over the southwestern South Atlantic Ocean in order to obtain information about these systems and understand the dynamic processes involved in its development. The climatology for the period 1980-2010 shows that an average of 3.9 secondary systems per year develops in the southwestern South Atlantic Ocean. These systems occur with more and less frequency in the colder and warmer months, respectively. Two distinct types of secondary cyclones were found. TYPE1 forms eastward and over the warm front region of the primary cyclone. These systems develop due to warm advection at lower levels and relatively weak influence of potential vorticity (PV) anomalies at upper levels. TYPE2 develops westward/northwestward of the primary cyclone where strong cold advection predominates at lower levels. However, in this type, the lower troposphere is heated due to intense heat and moisture fluxes and at upper levels it is forced by PV anomalies. Numerical simulations using the Weather Research and Forecasting model (WRF) indicate that the sensible and latent heat fluxes on surface act as intensification mechanisms for both TYPE1 and TYPE2 secondary cyclones and that the latent heat flux influences more on decreasing the pressure in these systems. The numerical experiments show that the cyclone TYPE2 does not develop in the absence of PV anomalies, while the TYPE1 does, but it is relatively weaker and delayed in time. Factors separation analysis indicates that the PV anomaly and some other mechanism unrelated to the factors evaluated in the simulations have a triggering role in the development of the secondary cyclone TYPE1, while the interaction of PV anomaly with surface fluxes acted to intensify the cyclone. The TYPE2 development occurred solely due to PV anomaly, which also acted to intensifying together with heat/moisture fluxes on surface as well as the interaction processes of these two factors.

O papel dos fluxos de superfície de calor sensível e latente (FCSL) em dois ciclones extratropicais com desenvolvimento distinto na costa do sul do Brasil foi avaliado a partir de simulações numéricas utilizando o modelo de área limitada WRF versão 2.2. Em um dos ciclones, a circulação se originou em baixos níveis e propagou-se para a média troposfera (ciclone 1). No outro ciclone (ciclone 2) a circulação originou-se em níveis médios e propagou-se até a superfície. Foram realizadas simulações numéricas com e sem FCSL para cada um dos ciclones. A trajetória do ciclone 1 foi fortemente alterada na ausência de FCSL, exibindo deslocamento incorreto (para nordeste) e menor tempo de vida. Este comportamento esteve associado às mudanças no padrão de advecção de temperatura em baixos níveis e à diminuição da convergência de massa induzida pelo calor sensível, na ausência de FCSL. No experimento sem FCSL, ocorre também desacoplamento entre o ciclone em superfície e a onda em níveis médios e altos, com consequente enfraquecimento do sistema. O aumento da estabilidade estática e o mecanismo de convergência de Ekman são responsáveis por menor convergência nas regiões frontais na ausência de FCSL. A relação de fase entre os campos de altura geopotencial e temperatura em baixos níveis e o perfil vertical de aquecimento diabático também mostram condições mais favoráveis ao desenvolvimento do ciclone na presença dos FCSL. O ciclone 2 não teve a trajetória alterada entre as duas simulações. A advecção de temperatura e a convergência em baixos níveis devido ao calor sensível foram semelhantes, explicando a similaridade na trajetória nos experimentos com e sem FCSL. A convergência de Ekman diferenciou-se entre as duas simulações, especialmente no final do ciclo de vida do ciclone, mostrando que este processo também altera a intensidade de ciclones fracos. A influência dos FCSL mostrou-se dependente do mecanismo dominante de formação dos ciclones. O ciclone 1, com forçante dinâmica menos intensa, sofreu grandes variações em trajetória e tempo de vida na ausência de FCSL. Já o ciclone 2, sob forçante dinâmica mais definida e intensa, mostrou-se menos dependente dos processos de superfície para o seu deslocamento. Os mecanismos de aprofundamento foram mais intensos no ciclone 1. / The role of latent and sensible heat fluxes (LSHF) between ocean and atmosphere during the development of two extratropical cyclones over the southwestern Atlantic Ocean is analyzed using the WRF (Weather Range and Forecast) Mesoscale Model, version 2.2. In cyclone 1, the circulation has originated in low levels and propagated to the middle troposphere; the cyclone 2s circulation has originated in middle levels propagating towards the surface during its life cycle. The trajectory of cyclone 1 was strongly influenced by the surface heat fluxes, showing an incorrect displacement and a shorter lifetime in the absence of these fluxes. This behavior is associated with changes in low level temperature advection and the reduction of low level mass convergence is induced by sensible heat fluxes from surface. In the absence of LSHF there is also a decoupling of the surface low and the upper level wave, causing the weakening of the system. Without surface fluxes, the higher static stability and the weaker Ekman convergence mechanism are responsible for less convergence in the frontal regions of the cyclone. The lagging of the geopotential wave and the temperature wave in low levels, and the diabatic heating profile in the troposphere also show more favorable conditions to the cyclone deepening in the presence of surface fluxes. The trajectory of cyclone 2 showed no significant modification in the absence of LSHF. The temperature advection field is similar and the low level convergence related to sensible heat fluxes didn´t has an impact on the displacement of this system. The Ekman convergence had smaller magnitude in the no-LSHF simulation, especially in the final stages of the cyclone life cycle, indicating that this mechanism can be important also for the deepening of weak systems and not only for explosive systems, as considered in previous studies. This work shows that the role of the LSHF seems to be dependent on the cyclone development main mechanisms. In cyclone 1, where the dynamic forcings are less intense, the absence of surface fluxes had a great impact on the trajectory, intensity and duration of the system. In cyclone 2, with more intense dynamic forcings, the displacement was less influenced by surface processes. The deepening mechanisms had greater impact on the cyclone 1.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-03T20:13:43Z No. of bitstreams: 1 FABIANA PIMENTEL MACÊDO FARIAS - TESE PPGEP 2006..pdf: 6819431 bytes, checksum: 61825d33b2b61b2732d80e7e82b96b05 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-03T20:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABIANA PIMENTEL MACÊDO FARIAS - TESE PPGEP 2006..pdf: 6819431 bytes, checksum: 61825d33b2b61b2732d80e7e82b96b05 (MD5) Previous issue date: 2006-04-19 / Os ciclones são equipamentos utilizados em processos químicos, em diversas operações unitárias, com o objetivo de promover a separação de sólido e/ou líquido de uma corrente gasosa e secar sólidos. Neste sentido, o presente trabalho propõe um estudo teórico da termofluidodinâmica de um ciclone como secador. O modelo matemático considera escoamento tri-dimensional, turbulento e estacionário para a fase gasosa, e o modelo Lagrangeano para as partículas. As equações diferenciais que representam o fenômeno físico foram resolvidas numericamente pelo método dos volumes finitos, com esquema de interpolação UPWIND para os termos convectivos e o algoritmo SIMPLEC para o acoplamento pressão-velocidade. Como aplicação, a metodologia foi usada para predizer a secagem do bagaço de cana-de-açúcar em um ciclone. As simulações foram realizadas utilizando o código computacional CFX-3D. Resultados do teor de umidade, temperatura e variações dimensionais da partícula, distribuição de velocidade, pressão e temperatura do ar de secagem, para diversas condições do ar, geometria do ciclone e velocidade inicial da partícula são apresentados e analisados. Constatou-se o caráter tridimensional do escoamento gás-partícula no interior do ciclone com presenças de regiões de zonas de recirculação e de inversão de fluxo, apresentando razoável concordância com os dados experimentais. Verificou-se que a cinética de secagem, o aquecimento e o tempo de residência das partículas são afetadas pelas condições do ar de secagem e geometria do ciclone, e quando comparadas com dados experimentais apresentaram boa aproximação. O ciclone com seção de entrada quadrada se mostrou mais eficiente, do ponto de vista de secagem, quando comparados com os dutos de seção retangulares vertical e horizontal. / Cyclones are equipments very used in chemical processes, in several units operations. Their aim is to promote the solid and/or a liquid separation from a gas stream and dry solids. In this sense, the present work proposes a theoretical study of thermal fluid dynamics of a cyclone as dryer. The mathematical model considers three-dimensional, turbulent and stationary flow for gas phase, and Lagrange model for particles. The governing equations were solved numerically with the finite-volumes method, using UPWIND interpolation scheme for convective terms and algorithm SIMPLEC for pressure-velocity coupling. As an application, the methodology was used to predict the sugar cane bagasse drying in a cyclone. Simulations had been carried out using the computational code CFX-3D. Results of the moisture content, temperature and dimensional variations of the particles and velocity, pressure and temperature distributions of the air drying, to several air conditions, shape of the cyclone and initial velocity of particle is presented and analyzed. Three-dimensional gas-particle flow, recirculation zones and inversion flow were verified inside the cyclone. Numerical data fitted well experimental ones. It was verified that the kinetic drying, temperature and residence time of the particles were affected by air drying conditions and cyclone geometry. Cyclone with square inlet section were more efficient to dry than cyclone with vertical and horizontal rectangular section duct.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-11-06T12:07:41Z No. of bitstreams: 1 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2012.pdf: 4079251 bytes, checksum: 61afd7c27f07e71708a7cb82095876a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-06T12:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2012.pdf: 4079251 bytes, checksum: 61afd7c27f07e71708a7cb82095876a4 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Nos últimos anos o ciclone vem sendo utilizado como uma tecnologia de secagem moderna. Neste sentido, nesta pesquisa propõe-se estudar numericamente a secagem do bagaço de cana-de-açúcar usando o ciclone como secador. Adotou-se os modelos Euleriano-Lagrangeano no regime permanente e o de turbulência das tensões de Reynolds (LRR) para a fase gás, e um modelo concentrado transiente de transferência de calor e massa para a fase particulada. Considerou-se a partícula com forma irregular e constituída de uma mistura binária formada por bagaço de cana-de-açúcar e água. A solução do modelo proposto foi obtida usando o software comercial Ansys CFX 12. Resultados do teor de umidade, temperatura, variações dimensionais e trajetória das partículas, e distribuição de velocidade, pressão e temperatura da fase gás no interior do ciclone são apresentadas e analisadas. Verificou-se que as componentes de velocidade axial e tangencial no interior do ciclone obtidos numericamente apresentaram boa concordância com dados experimentais disponibilizados na literatura e que as cinéticas de secagem, aquecimento, variações dimensionais e tempo de permanência das partículas (bagaço de cana-de-açúcar) são afetadas pela forma do perfil de velocidade de entrada da fase gasosa, pela velocidade de entrada das partículas e pelo sentido do fluxo de gás e partículas na entrada do duto de alimentação (horário e anti-horário). / In recent years, cyclones have been used as a modern drying technology. In this sense, this research proposes a numerical study to describe drying of sugarcane bagasse, using the cyclone as dryer. To this end, it was adopted the Eulerian-Lagrangian model in steady state. The Reynolds stress model was adopted to describe turbulence of the gas phase, while the lumped model in transient state was adopted to describe heat and mass transfer of the particulate phase (sugarcane bagasse). Particles were considered with irregular shape, composed of a binary mixture (solid part and water). The solution of the proposed model was obtained using the commercial software Ansys CFX 12. Results obtained for moisture content, temperature, dimensional variation, and paths of particles, as well as velocity distribution, pressure, and temperature of the gas phase inside the cyclone are presented and analyzed. It has been found that the obtained components for axial and tangential velocity inside the cyclone are in good agreement with experimental data available in the literature, and that the drying kinetics, heating, dimensional variations, and residence time of particles are affected by the velocity profile of the gas phase, by the velocity of particles, and the direction of flow of gas and particles at the entrance of the feed duct (clockwise and counter-clockwise).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6116.pdf: 1917653 bytes, checksum: 3f3db0875dbff03c8cd1500f9f06d230 (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / The collection efficiency and costs of implementation and operation are the main factors considered in the use of equipment for the separation of particulate matter in the gas. The cyclone is commonly employed industrially by low costs, however its use is limited due to the low efficiency in collecting particles smaller than 5 &#956;m. The increase of conventional cyclone with nozzles water led to an improvement in its collection efficiency. This work experimentally investigated the performance of a wet cyclone in the removal of phosphate rock with median diameter of 4.66 &#956;m. The cyclone was adapted with 8 water injectors nozzles of range type. The concentrations of particles in the entrance and exit of equipment were obtained by isokinetic sampling. The ratio of the flow of liquid / gas (L/G) was varied from 0.65 to 2.20 L/m3 to 3 different nozzle configurations. The outlet temperature decreased compared to entry with increase of the ratio L/G. Have the relative humidity of the gas increased with increasing L/G. The cyclone dry operating had an average efficiency of 76.7% and the best average efficiency the wet was 85.3%. The fractional collection efficiency was determined only for the operating condition that resulted in the best overall efficiency. The adaptation of the cyclone Stairmand with water injectors nozzles resulted in an improvement of 8.6% in the overall collection efficiency. / A eficiência de coleta e os gastos de implantação e operação são os principais fatores considerados na utilização de equipamentos para a separação de material particulado no gás. O ciclone é comumente empregado industrialmente por apresentar baixos custos, entretanto o seu uso é restrito devido à baixa eficiência na coleta de partículas menores que 5 &#956;m. O incremento do ciclone convencional com bicos injetores de água proporcionou uma melhoria na sua eficiência de coleta. Neste trabalho foi investigado experimentalmente o desempenho de um ciclone úmido na remoção de rocha fosfática com diâmetro mediano de 4,66 &#956;m. Foram instalados 8 bicos injetores de água do tipo leque. As concentrações de particulado na entrada e na saída do equipamento foram obtidas através da amostragem isocinética. Variou-se a relação da vazão de líquido/gás (L/G) de 0,65 a 2,20 L/m3 para 3 diferentes configurações de bicos. A temperatura na saída diminuiu em relação à entrada em função do aumento da razão L/G. Já a umidade relativa do gás aumentou conforme o aumento da razão L/G. O ciclone operando a seco apresentou eficiência média de 76,7% e a melhor eficiência média a úmido foi de 85,3%. Foi determinada a eficiência de coleta fracionária apenas para a condição operacional que resultou na melhor eficiência global. A adaptação do ciclone Stairmand com bicos injetores de água resultou em uma melhoria de 8,6% na eficiência global de coleta.