Resumo: Foram realizados ensaios experimentais para estudo da hidrodinâmica da fluidização de misturas de biomassa e material inerte. As amostras de biomassa consistiram em restos de madeira originados do corte das árvores e da preparação da madeira, de origens diferentes, sem um padrão uniforme de tamanho e forma; e o material inerte empregado para a fluidização destas foi areia de diâmetros e densidades diferentes. Os materiais foram estudados individualmente quanto ao diâmetro e à velocidade de mínima fluidização (umf). Foram fluidizadas misturas de 0,5; 1,0; 1,5; 2,6 e 5,3% em massa de biomassa. Os experimentos foram conduzidos em uma coluna cilíndrica de vidro de 15,3 cm de diâmetro e 70 cm de altura. O diâmetro característico (dp.Ø) dos dois tipos de biomassa empregados foi obtido indiretamente utilizando os dados experimentais de perda de carga da biomassa em leito fixo e aplicando a equação de Ergun. A umf da biomassa foi prevista teoricamente pelo balanço de forças no leito. Para o material inerte e para as misturas a umf foi determinada pela aplicação de métodos gráficos aos dados experimentais da fluidização destes e por modelos matemáticos de previsão da umf encontrados na literatura. Nas duas situações os modelos teóricos subestimaram os valores da umf encontrados experimentalmente. Os resultados mostraram comportamentos bem diferentes para cada amostra de biomassa. A biomassa formada por partículas mais longas e finas, com maior teor de umidade e maior densidade apresentou aumento da perda de carga com o aumento da quantidade de biomassa enquanto leito fixo e após o início da fluidização a tendência da perda de carga foi diminuir ao aumentar-se a quantidade de biomassa. Para a biomassa formada por partículas de menor comprimento e maior largura, com menor teor de umidade e menos densas, durante todo o procedimento verificou-se o aumento da perda de carga com a diminuição da quantidade de biomassa. Além disso, também foi avaliada a influência da segregação das partículas e do procedimento de fluidização e de defluidização na umf.

Orientador: Teresa M. K. Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T02:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JoseRonaldode_M.pdf: 2754329 bytes, checksum: eff704ac7e4d1a448874a09e1818dc55 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A destilação por ser um processo de separação energicamente muito intensivo tem sido continuamente objeto de estudos, uma vez que melhoramentos no processo, mesmos pequenos, trazem relevantes economias de energia. No presente trabalho é estudada uma forma de aumentar o grau de contato entre fases líquida e vapor em pratos sem vertedor, que consiste na adição de partículas sólidas à dispersão formando uma dispersão sólido-líquido-vapor, caracterizando-se como um processo de destilação com fluidização trifásica. A eficiência de Murphree é o parâmetro utilizado para averiguar o aumento deste grau de contato. Os experimentos foram realizados em uma coluna de pratos perfurados sem vertedor de 5,5 cm de diâmetro, utilizando-se etanol/n-butanol como sistema destilante e 4g de partículas de PVC de diferentes tamanhos. A avaliação do efeito do tamanho das partículas é apresentada. Dos resultados observa-se que o tamanho das partículas tem um marcante efeito sobre a eficiência de separação, podendo se obter um aumento ou diminuição da eficiência quando comparados às operações sem o uso de partículas. Verifica-se também que para um dado tamanho de partículas, a variação da eficiência de separação com a composição do sistema destilante é maior nos extremos de composição e seus valores máximos correspondem às composições medianas. Em relação ao efeito da velocidade superficial do vapor na eficiência, observa-se que a influencia ocorre de forma complexa em conseqüência, dentre outros fatores da existência de diferentes regimes de escoamento. Com a presença das partículas na disperção é temabém observada um expressiva redução da faixa de operação do prato / Abstract: Distillation is the most important separatin process and being a very high energy consuption, even quite small improvments in separation effciency would lead to cost benefits. In the present work is studied a method to improve contact between vapour and liquid in distillatinf dispersions by the addition solid particles to avoid jetting or the formation of large bubbles, thus increasing mass transfer between the two phases. Experimental work was out on a sieve plate without downcomer, in a 5,5 cm diameter column using ethanol/n-butanol as distillating system. Beds of 4g particles and various sizes used (1.70, 1.86, 2.00 and 2.50 mm). It was observed that the particle size has a marked effect on the separation efficiency. Tray efficiency is dependent on particle size and except for 2.00 mm particles experimental results show that separation efficiency is always higher than of the system without particles. The variation of the efficency with the distillation system composition, keeping the particles size and vapour superficial velocity constant, is higher at the composition extreme. On the other hand the influence of the vapour superficial velocity depended of the particles size and system composition. The presence of particles in the liquid-vapour dispersion shows a remarkable increase in tray efficiency although causes a large reduction in the plate operation limits / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Teresa Massako Kakuta Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T05:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_MartaHelenaRosa_M.pdf: 2168620 bytes, checksum: e1eda6d29f0a3df8ff6315fb8830a9a0 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: o presente trabalho estuda o efeito da adição de partículas sólidas na dispersão formada sobre o prato perfurado sem vertedor de uma coluna de destilação na eficiência de separação. Para tal, foi realizado um trabalho experimental em uma coluna de destilação com 5,5 cm de diâmetro, utilizando o sistema etanol-nbutanol, operando em condições de refluxo total. Os efeitos da molhabilidade e da densidade de partículas sobre características da dispersão sólido-lÍquido-vapor, eficiência de Murphree e faixa de operação estável do prato foram estudados. As medidas de eficiência e altura da dispersão empregando 4g de partículas com diâmetro equivalente de 1,86 mm de polietileno de alta densidade (PEAD), silicone e politetrafluoretileno (TEFLON) em diversas condições operacionais foram realizadas. Uma análise comparativa dos resultados obtidos com operações sem o uso de partículas e com partículas de PVC são também apresentados. Os resultados experimentais mostram que o tipo de partícula influencia significativamente os valores de eficiência de separação e faixa de operação estável do prato. Observou-se que para partículas molháveis obteve-se um aumento da eficiência em toda a faixa de composição quando comparados às operações sem o uso de partículas, enquanto que para partículas não molháveis esse aumento não é sempre verificado mostrando-se dependente da composição, da vazão de vapor e da densidade. Observou-se que a faixa de operação diminui drasticamente com partículas molháveis porém mantém-se inalterado com partículas não molháveis. Verificou-se que a presença de partículas molháveis não provocou grande variação no comportamento da eficiência de separação com a composição ou seja, seus valores máximos correspondem à composições medianas e apresenta uma queda nos extremos de composição. Nas partículas não molháveis essa queda é menos acentuada, mostrando-se eficiências mais constantes com a composição / Abstract: Not informed. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T16:03:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TardinJunior_PauloRoberto_D.pdf: 19649087 bytes, checksum: d741cfaac0fccfd9670b8e54228ba501 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Nesta tese de doutorado, é estudado o arraste de particulas de FCC (fluid cracking cata/yst) de equilíbrio em um leito fluidizado borbulhante. Para tanto, foi construído um sistema experimental composto por uma coluna com 0,60 m de diâmetro interno e 5,0 m de altura, um ciclone Stairmand, uma válvula de amostragem e um filtro manga. A coluna possui um topo móvel, o que possibilita a estimativa do fluxo de massa e da granulometria do FCC arrastado em várias alturas ao longo da freeboard, este último dado não disponível na literatura. Foi avaliada a influência da velocidade superficial de fluidização, que variou de 0.21 a 0,45 m/s, e da carga de sólidos, de 30 a 100 kg. Ainda não existem na literatura modelos mecanicistas para estimar o fluxo e a granulometria das partículas de FCC arrastadas ao longo da altura de um leito fluidizado borbulhante de grande porte, e que considerem o efeito de forças interparticulares. Um modelo mecanicista foi proposto com esta finalidade considerando este fenômeno e levando em conta a informação técnica e as constatações experimentais disponíveis, admitindo a ejeção vertical de partículas sólidas através da erupção de bolhas na superficie do leito denso e o cálculo da sua trajetória baseado na dinâmica das particulas. O modelo estima o fluxo de arraste e a granulometria dos sólidos em cada seção transversal ao longo dafreeboard. O programa de testes foi realizado para o melhor conhecimento da fenomenologia do processo e avaliar a validade do modelo. Os resultados experimentais mostram uma variação exponencial do fluxo de arraste total com a altura e com a velocidade de fluidização. Foi encontrado para a TDH -transport disengagement height -valores situados entre 2,08 e 3,13 m a partir da placa distribuidora, variando as velocidades de fluidização. A variação do inventário, de 30 a 100 kg, não afetou sensivelmente a granulometria das partículas. Confirmou-se a partir das análises granulométricas que ocorreu aglomeração de partículas no leito denso e que as mesmas não sofreram segregação nem redução de tamanho significativa por atrito abrasivo ou fragmentação. O modelo reproduziu a tendência exponencial de decaimento do fluxo de arraste experimental e previu valores do fluxo de elutriação compatíveis com os obtidos experimentalmente, com desvios variando, em geral, de 0,85 a 43,76 %. Pelo fato de considerar a formação de aglomerados e estes parcialmente se desagregarem antes de poderem ser medidos experimentalmente, o modelo superestima o tamanho das partículas elutriadas, com desvios da ordem de 20,82 a 32,77% / Abstract: This thesis examines the entrainment of FCC (fluid cracking catalyst) particles in a bubbling tluidized bed (BFB). An experimental setup was designed and built, made up of a 0.60 m inner diameter, 5.0 m height column, a Stairmand cyclone, a sample valve and a movable canical top, in order ta measure the entrainment mass nux as well as the size distribution of the FCC particles at several levels along the freeboard, this last information not found in the literature. The influence af superficial gas velocity, ranging from 0.21 to 0.45 m/s, and solids loading, from 30 to 100 kg, was evaluated. So far there are no models to evaluate the entrainment flux and size distribution of the FCC particles along the freeboard for large BFB's taking into consideration particle agglomeration due to interparticle forces. A model was proposed to account for this phenomenon based on the available information, considering vertical ejection af particles due to bubble eruption on the bed surface and their trajectories determination by Newton's second law. The test program was performed to learn about the phenomenon and to check modeI validation. According to the experiments, the entrainment flux show an exponential dependence on both the freeboard height and superficial gas velocity. The TDH (transport disengagement height) was found ranging ftom 2.08 to 3.13 m, from the distributor plate, depending on the superficial gas velocity. Solids loading between 30 to 100 kg did not sensibly affect the entrained particles size distribution. The size distribution analysis employing dry sieving and Malvem revealed that particles agglomeration happened only in the dense bed and that neither segregation nor size reduction due to attrition andlor fragmentation occurred. The model reproduced the exponential decay trend of the entrainment flux and, in general, estimated particles elutriation fluxes within a mean deviation of 15.82 % and a maximum equal to 43.76 % to those obtained experimentally. The model considered particles agglomeration, that can not be entirely detected by the experimental device, because the agglomeration partially disintegrate before being measured; as a consequence the model overestimated the size ofthe elutriated particles, with deviations ranging from 20.82 to 32.77 % / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Osvaldir Pereira Taranto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T08:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ambrosio_MiriamCarlaBonicontro_M.pdf: 6034704 bytes, checksum: e2e813f7fbb001f7838ac21aacf2c9fa (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O presente trabalho experimental foi realizado com o intuito de verificar a viabilidade da utilização do leito fluidizado agitado em processo de secagem de um ácido orgânico particulado fino, com características coesivas quando úmido. Numa primeira etapa foi feito um estudo da influência da agitação na fluidodinâmica do leito fluidizado utilizando partículas de celulose micro - cristalina isenta de umidade visando avaliar a fluidodinâmica da fluidização sob agitação. Observou-se que a curva de fluidização não passava pelo pico de queda de pressão máxima. Numa segunda etapa utilizou-se a metodologia de planejamento experimental para estudar a influência das variáveis operacionais como altura de leito fixo, da temperatura do gás de secagem e a umidade inicial do material sobre a taxa de secagem. O planejamento 23 usado para o desenvolvimento das corridas experimentais mostrou que as variáveis independentes umidade inicial e altura do leito fixo são os fatores que afetam a taxa de secagem de maneira significativa. Numa terceira etapa foram traçadas curvas características de secagem, X/Xo versus t, que apresentaram o período de taxa de secagem constante bem definido durante todo o processo de secagem, para os dois métodos de análise de umidade utilizados, método da estufa e de Karl-Fischer. Na etapa final do trabalho, foi feita a caracterização física dos cristais secos no leito fluidizado agitado, e foi observado que a umidade final obtida estava dentro dos padrões comerciais aceitos, os cristais tinham a coloração branca e o formato esperado de agulhas, bem como baixa concentração de finos / Abstract: The experimental work and study, now being considered, were carried out for the purpose of verifying the feasibility of usefulness of an agitated fluidized bed in the drying process of a particulate organic acid. Firstly, it was conducted a series of experiments in order to understand the influence of agitation on the hydrodynamics of fluidized beds, utilizing micro-crystalline cellulose particles. It could observed that the pressure drop curves skipped the maximum pressure drop brink observed in conventional fluidization curves. Following, the methodology of experimental design was used to study the influence of the process variables, namely, bed height, drying gas temperature and particle initial moisture content, on the drying rate of the particulate material. The 23 design utilized for the planning of the experimental runs, showed up that bed height and particle initial moisture content were two factors that mostly affected the drying rate. As for the drying kinetics, the whole drying process took place at a constant rate, for each experiment carried out. This result was obtained by means of the oven method and corroborated by the Karl - Fischer titration method. In the last part of this work, it was made a physical characterization of the dried crystals in the agitated fluidized bed and it was found that the characteristics of moisture content and particle size were within the commercial standards accepted for this kind of material / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Osvaldir Pereira Taranto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ugri_MiriamCarlaBonicontroAmbrosio_D.pdf: 5421936 bytes, checksum: faaa23859b4fb4057fd4ea68a2f90a93 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo / Resumo: o ácido 2-hidroxibenzóico é muito utilizado na indústria farmacêutica devido às suas características analgésicas; sendo que o sólido comercial apresenta conteúdo de umidade em tomo de 2000ppm, distribuição granulométrica variando entre 53 e 355 Ilm e densidade real de l,443 g/cm3. Este trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade do uso de dois leitos fluidizados modificados, o leito fluidizado agitado mecanicamente (LF AM) e o leito fluidizado pulsado rotativo (LFPR), na secagem do ácido 2-hidroxibenzóico. Foram feitas análises de caracterização física do sólido com o objetivo de auxiliar no estudo da secagem do material, devido às dificuldades de se encontrar estes dados na literatura. Quando úmido este sólido apresenta dificuldades em fluidizar no leito convencional por ter característica coesiva. A fluidização pode ser atingida através da modificação do sistema convencional, para prevenir a formação de canais preferenciais do gás e melhorar a movimentação dos sólidos. Neste trabalho, duas diferentes modificações foram testadas, adição de agitador mecânico interno e pulsação da corrente gasosa. Através da análise de poro simetria de mercúrio determinou-se que o sólido possui poros na faixa de mesoporos, e por isso a maior parte da umidade é superficial. As determinações de tamanho de poros e dos termo gramas auxiliaram na escolha da temperatura do gás de secagem. Durante a secagem, como a umidade é superficial, a temperatura do sólido mantém-se próxima à temperatura bulbo úmido e começa a aumentar depois da evaporação da umidade, possibilitando o uso da temperatura do gás de secagem superior à temperatura de sublimação do sólido, 76°C. Fez-se o estudo fluidodinâmico do sólido seco a partir das curvas de queda de pressão versus vazão do gás para o leito fluidizado convencional (LFC) e para o LFPR. Nas condições estudadas, e utilizando uma maior freqüência de rotação para a pulsação do gás, ocorre uma suavização da curva fluidodinâmica do LFPR em comparação ao LFC. Este estudo apresentou reprodutibilidade com as curvas da literatura (ELENKOV e DWRKOV, 2000; DWRKOV, 2001). o estudo da secagem utilizando o LF AM, iniciado anteriormente por AMBROSIO (1999), mostrou que o sistema de agitação pode ser interrompido quando o conteúdo de umidade do sólido está em tomo de 0,7% b.s., e a partir disto o leito passa a fluidizar da maneira convencional. As curvas de secagem apresentaram os dois períodos, constante e decrescente, com valores de conteúdo de umidade em tomo de 2000ppm. As curvas de secagem obtidas para o LFPR exibiram o mesmo comportamento. Os estudos da secagem realizados para o LF AM e o LFPR mostraram que os dois equipamentos foram eficientes para a secagem do ácido 2-hidroxibenzóico. A distribuição granulométrica das partículas e as microfotografias do MEV foram usadas para comparar o sólido seco neste trabalho com o sólido comercial. O LF AM e o LFPR quebram menos os cristais do que o equipamento de secagem atualmente utilizado na indústria, o secador "flash" pneumático, produzindo sólidos maiores e com melhor fluidez. Os valores determinados do Índice de Carr e da Razão de Hausner comprovaram que os sólidos secos neste trabalho têm melhor fluidez / Abstract: This work has as primal objective the study of the viability of the use of two modified fluidized beds, the mechanically agitated fluidized bed and the rotated pulsed fluidized bed, in the drying of 2-hydroxibenzoic acid. Physical characterization analyses of the solid were conducted in order to provide useful information for the study of the drying process, since no such data was available in literature. The 2-hydroxibenzoic acid is widely used in the pharmaceutical industry due to its analgesic properties. The solid acid commercially available presents moisture content around 2,000ppm, particle size in the 53 - 355 _m range and true density of 1.443 g/cm3. The cohesive nature ofthe wet 2-hydroxibenzoic acid hampers its fluidization in the conventional system. Fluidization can be achieved by modifying the conventional system to prevent channeling of the bed and improve solid movement. In the present work two different modification strategies were tested, the addition of an internal mechanical agitator and the pulsation of the gaseous flow. The solid has pores in the mesopore range as determined by mercury porosimetry, which means its moisture is primarily superficial. The determinations of pore diameter range and thermogravimetric curves assisted in the choice of the drying gas temperature. During the drying of the solid, since the moisture is superficial, its temperature remains c1ose to the wet-bulb temperature and only begins to rise afier the water has evaporated, allowing the use of a gas temperature higher than the solid sublimation temperature of 76°C. The fluidization dynamics of the dry solid in both the conventional fluidized bed (LFC) and LFPR were analyzed determining the pressure drop versus gas flow curves. In the studied conditions, the LFPR fluidization curves were smoothed compared to the LFC as the rotation frequency increased. These results agreed with those published elsewhere (ELENKOV and DmRKOV, 2000; DmRKOV, 2001). The study of the drying in the LFAM, initiated by AMBROSIO (1999), showed that, during the drying process, the agitation can be interrupted when the moisture content of the solid is about 0.7% d.b., afier which point the conventional fluidization system suffices. The drying curves showed the existence of two distinct periods, a falling rate period and a constant rate one, in the drying process, which ended with the solid reaching a moisture content of about 2,OOOppm. The drying curves for the LFPR exhibited similar behavior. Therefore, both the LF AM and the LFPR equipment were found to be efficient in the drying of the 2-hydroxibenzoic acid. Particle sized distributions and SEM microphotographs were used to compare the solid dried in this work with the commercially available solid. The LF AM and LFPR break the crystals to a lesser extent than the currently industrially employed drying equipment, the pneumatic flash dryer, producing solids with larger dimensions and therefore better fluidity. The determined values of the Carr's lndex and the Hausner ratio verified the better fluidity of the dry solids from this work / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Theo Guenter Kieckbusch / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-07-24T01:33:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_CarlaSant'AnnaBechtlufft_M.pdf: 3830833 bytes, checksum: c1cc6ac4f18334cc5165af30dfc314e4 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Desenvolveu-se um processo de secagem de banana-prata em Leito Vibro-Fluidizado visando a produção de bananas desidratadas com propriedades organolépticas e funcionais adequadas ao consumo na forma de snacks. Rodelas de 1 centímetro de espessura seccionadas em quatro partes iguais foram pré-tratadas pro imersão em soluções apropriadas para o fortalecimento da estrutura células, então submetidas a um fluxo de ar a altas temperaturas (130 e 150¿GRAUS¿C) e curto tempo (13 e 8 minutos, respectivament) em uma etapa de pré-secagem HTST, proporcionando a rápida formação de uma camada externa rígida e impermeável, que auxiliou na expansão do produto. Após a pré-secagem, o produto foi seco até um teor de umidade próximo ao teor de umidade de equilíbrio em um Secador de Bandejas à temperatura de 70¿GRAUS¿C, com uma velocidade de ar de 3,0 m/s. O produto foi caracterizado pela densidade real, teor de umidade, cor e reidratação com o objetivo de verificar quais as melhores condições de processo. Em todos os ensaios, a vibração melhorou as taxas de transferência de calor, gerando um produto mais expandido e conseqüentemente com maior grau de hidratação. A vibração também auxiliou na preservação da cor. A cinética de secagem mostrou uma taxa constante na secagem TST, e seguiu a Lei de Fick no '2GRAUS¿ estágio da secagem ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: A vibro-fluidized bed drying process for banana pieces was deve1oped,in order to produce dehydrated products with improved organoleptic and functional properties, adequated for the use as snacks Banana slices in form of discs, 1,0cm- thick, seccioned in four equal parts were pretreated by immersion in appropriated solutions, to strengthen the celular structure, and exposed to a flow of air at high temperature (130° and 150° C) for a short time (13 and 8 min, respective1y)as a HTST drying step, creating a rigid and impermeable surface layer, that enhanced the expansion of the product. The product was then transfered to a 2ndstage (tray) dryer, and dryed close to the equilibrium moisture content with air at 70°C and 3 m/s velocity. The product was characterized by its density, moisture content, color and rehydration rate, in order to evaluate the best process conditions. The vibration improved the heat transfer rates, inducing product expansion and, as a consequence, higher rehydration degree. The vibration also assisted in color preservation. A constant drying rate was found for the HTST drying and Fick's '2 POT. nd¿ law fitted well the '2 POT. nd¿ stage drying data. The recommended pretreatment is an immersion of the bananapiecesduring30 min, in a 2% aqueous PEG 1000 solution containing 0.5% sodium metabisulfite...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T14:09:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanoelo_EvertonFernando_M.pdf: 3242919 bytes, checksum: 2ab3a3a6a3c14fc40d5367b28511d2cb (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O leito de jorro é um método de contato fluido e partícula que tem encontrado muitas aplicações na secagem de grãos e suspensões, granulação e recobrimento de partículas. O leito de jorro bi-dimensional é uma modificação de projeto do leito de jorro tradicional, cônico-cilíndrico, que tem demonstrado vantagens de construção e aumento de escala. O objetivo primeiro deste trabalho é de determinar a variação da largura do jorro ao longo do leito, partindo de um modelo matemático proposto por Krzywanski, Epstein e Bowen (1989), e comparar com o perfil experimental obtido por observação visual em leito bi-dimensional construído em acrílico. Na determinação matemática do perfil surge a necessidade do conhecimento da largura média da região de jorro e do ângulo de expansão da interface jorro-ânulo na entrada do leito. Para obtenção destes parâmetros desenvolveu-se duas expressões empíricas para leito bi-dimensional. Na literatura encontra-se apenas expressões, para cálculo destes parâmetros, para leitos cônico cilíndricos. O último passo do trabalho é descrever o comportamento hidrodinâmico da região de jorro a partir de balanços de massa e quantidade de movimento. A resolução das equações fornece os perfis longitudinais da velocidade do fluido no jorro, da velocidade do sólido no jorro, e da porosidade no jorro; e também permite uma comparação entre os perfis considerando a largura da região de jorro variável ou não com a altura do leito. No último caso admite-se uma largura média constante. A comparação demonstra a importância de se considerar a variação da largura do jorro ao longo do leito, pela discrepância entre os perfis obtidos / Abstract: The spouted bed is a method of contacting fluid and particles that has encountered several applications in drying of grains and suspensions, granulation and coating of particles. The two-dimensional spouted bed is a modified design of the spouted bed that has shown advantages in construction and scale-up. The first proposition of this work is to determine the variation of the interface spout-annulus following a mathematical model created by Krzywanski, Epstein and Bowen (1989), and compare it with the experimental profile from visual observation in a two dimensional spouted bed, made of plexyglass. For the mathematical determination of this profile it is necessary to know the mean width of the spout and the expansion angle at the inlet of the bed. To obtain these parameters, two empiricals equations applied to two-dimensional spouted beds were proposed. The literature, in spouted beds, brings some correlations to estimate the mean diameter for the spout region only for conventional spouted beds. The last step of this work is to describe the hydrodynamic behavior in the spout region, from the conservation equations of mass and momentum. The resolution of these equations can supply the profiles of the fluid velocity in the spout, the solid velocity in the spout, the porosity in the spout and also allow a comparison between the profiles considering the width of the spout variable or not, with the height of the bed. In the last case it is assumed. The comparison explain the importance of considering the variation of the width of the spout to the height of the bed, due to the great diference among the profiles found / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Laura Conceição (laurinha.to@gmail.com) on 2014-11-25T18:29:50Z No. of bitstreams: 2 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-26T13:35:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T13:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) 2014_AlexandreCairesRodrigues.pdf: 18267671 bytes, checksum: ceaa2610b704d085516b415232230af3 (MD5) / Este trabalho avalia a influência de ondas acústicas sobre o carreamento de partículas em leitos fluidizados. Esse tipo de leito é utilizado em diferentes setores industriais tais como a indústria petroquímica, farmacêutica, alimentícia, gaseificação, etc. A ação de ondas acústicas no leito fluidizado pode alterar parâmetros tais como as taxas de transferência de calor, de transporte de massa e de mistura do leito. A influência sobre o carreamento de partículas será estudado mais a fundo. Foi construida uma bancada laboratorial composta por um reator de fluidização, sistema de aquisição de dados e um sistema de captura de partículas expelidas, onde foram experimentados leitos de vermiculita com e sem a atuação de ondas acústicas, com a finalidade de constatar a influência dessas ondas no carreamento das partículas. Foi conduzido também um estudo numérico dos principais parâmetros acústicos e de fluidização sobre o comportamento das partículas. Tanto os experimentos quanto os estudos numéricos indicaram a influência dos campos acústicos no carreamento de partículas em leitos fluidizados. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study evaluates the influence of acoustic waves on the carrying of particles in fluidized beds. This sort of bed is used in different industries, such as petrochemical, pharmaceutical, food industrie, gasification, etc. The action of acoustic waves in fluidized beds can change parameters such as the rates of heat transfer, mass transport and mixing of the particles in bed. The influence on the entrainment of particles will be studied further. A laboratory bench reactor was constructed. This sistem was composed by a fluidization system, a data acquilition system and a expelled particle capturing system. Vermiculite beds were tested with and without the action of sound waves, in order to observe the influence of these waves. A numerical study of the mais acoustic parameters was also conducted. Both experiments and numerical studies have indicated the influence of the acoustic fields in the entrainment of particles in fluidized beds.

Orientador: Arai Augusta Bernardez Pecora / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T05:09:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parise_MariaRegina_M.pdf: 4405768 bytes, checksum: acb30c218e2eae7284fc2e1a4f580a6b (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O projeto de trocadores de calor operando com leito fluidizado gás-sólido contendo tubos imersos exige o conhecimento prévio do fenômeno de transferência de calor entre suspensão gássólido e superficie imersa. A revisão da literatura mostra que fatores empíricos são necessários quando um trocador de calor com leito fluidizado é analisado. Este trabalho apresenta o estudo experimental de um recuperador de calor com fluxo contínuo de sólidos operando com leito fluidizado raso. O resfriamento das partículas foi realizado através do escoamento de água, em arranjo contracorrente, no interior de um tubo imerso no leito. A temperatura de entrada do material sólido no trocador situou-se entre 490 e 710°C em nossos experimentos. Os experimentos foram realizados visando a determinação da influência da descarga de sólidos e do número de chicanas no leito fluidizado sobre o processo. O material sólido utilizado foi areia com diâmetro médio de 254 micro m, fluidizada com ar em trocador de calor com 900 mm de comprimento e 150 mm de largura. As medidas foram rea1izadas em regime permanente para descargas de sólidos variando entre 10 e 100 kg/h e. número de chicanas entre O e 8. Os experimentos sem chicanas foram realizados visando verificar a influência da presença de chicanas no processo de transferência de calor. O leito fluidizado possuia 60 mm de altura e a relação uJ11mf variou entre 2,9 e 4,7. Medidas da temperatura do leito ao longo do comprimento do trocador de calor e balanços de energia em volumes de controle diferenciais foram realizados permitindo a obtenção do perfil do coeficiente de transferência de calor suspensão-parede. Esse coeficiente também foi obtido segundo uma análise global do trocador. Os resultados mostraram que o aumento da descarga de sólidos e do número de chicanas provocou o aumento do coeficiente de transferência de calor suspensão-parede, sendo portanto parâmetros que devem ser considerados no projeto de tais equipamentos. A análise dos resultados também mostrou que o aumento do número de chicanas provocou aumento da efetividade do trocador de calor enquanto que o aumento da descarga de sólidos provocou efeito inverso / Abstract: The design of heat exchangers with gas-solid fluidized bed and immersed tubes requires previous knowledge of heat transfer involving gas-solid suspension and tube surtàce. Literature review shows that empirical factors are required when a fluidized bed exchanger is ana1yzed. This work presents an experimental study of a continuous gas-solid fluidized bed with an immersed tube where cold water flowing inside the tube is heated, in a counter flow arrangement, by solid particles with inlet temperature ftom 490 to 71 O°C. Experiments were carried out to check the influence of solids flow rate and distance between baffles immersed in a shallow fluidized bed. The solid material utilized was silica sand particles 254 J1m diameter fluidized by air in a heat exchanger 900mm length and 150mm width. Measurements were made at steady state conditions for solids mass flow rate ftom 10 to 100 kg/h and number of baffles from O to 8. Experiments without baft1es were conducted in order to ana1yze the influence of the presence of baffles in the heat transfer processes. The bed was 60 mm height and the factor u/umf varied ftom 2,9 to 4,7. Bed temperature measurements along the length of the heat exchanger was experimentally obtained and heat balances for differential control volumes of the heat exchanger were made in order to obtain the axial profile of the suspension-tube heat transfer coefficient. This coefficient was a1so obtained by a global heat balance. Resuhs showed that heat transfer coefficient increases with the solids mass flow rate and with the number of baffles suggesting that these are important tàctors to be considered in the design of such heat exchangers. Results also showed that the effectiveness of the heat exchanger increases with the number of baffles while the opposite was obtained with the increase of the solid mass flow rate / Mestrado / Termica e de Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica