Resumo: O conceito de velocidade terminal é largamente utilizado na modelagem, projeto e otimização de diversos processos industriais, e o estudo do tema é motivado devido à possibilidade de aplicações em diversos sistemas, como no craqueamento catalítico por leito fluidizado e tratamento de água. A literatura traz muitos estudos sobre velocidade terminal de uma única partícula em um meio contínuo, mas poucos em sistemas trifásicos, e nem todos descrevem certos detalhes como regime de bolhas e trajetória real da partícula em queda. Aparentemente os resultados apresentados em outros estudos são conflitantes em relação ao aumento ou a diminuição da velocidade terminal, comparando a ausência e presença de gás disperso em um meio líquido contínuo. Devido à quantidade limitada de modelos que levem em conta ambas as fases fluidas e outras características do sistema fora de parâmetros empíricos e fatores de segurança, bem como os aparentes conflitos entre os resultados reportados em literatura, neste trabalho utilizou-se uma coluna de bolhas com diâmetro fixo e esferas de plástico de diversos diâmetros e densidades, para verificar como a velocidade terminal é influenciada pela presença de bolhas, bem como pela trajetória que a partícula percorre em sua queda pela coluna. As esferas apresentam trajetórias distintas da retilínea (como oblíqua e helicoidal). Esta alteração na trajetória retilínea influencia na velocidade terminal da partícula. Quando há um fluxo ascendente de líquido, o perfil de velocidade promove uma influência pouco significativa. A presença de bolhas provoca a diminuição da velocidade terminal da maior parte das esferas analisadas, chegando a uma diminuição de até 51%, exceto para as de maior diâmetro, devido à colisão das esferas com as bolhas, e uma estabilização das oscilações sofridas pelas esferas de maior diâmetro, provocando um aumento da velocidade terminal de até 19%. A influência do fluxo de bolhas também está ligada à proximidade com a parede da coluna, pois a concentração de bolhas é maior na parte central da coluna. Os modelos apresentados em literatura para estimativa da velocidade terminal em meio trifásico não apresentam resultados satisfatórios se comparados aos dados experimentais, tendendo a superestimar a velocidade terminal da partícula, possivelmente devido à ausência de parâmetros que considerem os efeitos da trajetória e/ou da presença das bolhas. Os resultados obtidos e a quantificação dos efeitos da trajetória, do perfil de velocidades da fase líquida e da presença de bolhas sobre a velocidade terminal da partícula fornecem informações importantes que podem permitir a melhoria e desenvolvimento de novos modelos onde haja a necessidade de utilizar a velocidade terminal de partículas na presença de mais de uma fase fluida, como a decantação e fluidização.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/24732 |
| Date | 27 October 2010 |
| Creators | Bortolozo, Juliana Pasquinelli |
| Contributors | Mello, Regina Maria Queiroz de, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciencias Exatas. Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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