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Previous issue date: 2012-03 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Os leitos fluidizados gás-sólido possuem grande importância na indústria de
processamento, em função de apresentar um bom efeito de mistura entre as fases, além de altas taxas de transferência de calor e massa, necessitando para isso baixo consumo de energia. Alguns exemplos típicos de aplicações industriais desse equipamento podem ser encontrados em processos que envolvem reações catalíticas, regeneração catalítica, ou ainda a combustão e gaseificação de carvão. O entendimento do comportamento fluidodinâmico deste equipamento é de fundamental importância para que o leito fluidizado possa ser adaptado a novas condições de uso. A literatura reporta diversos estudos com leito fluidizado, relatando variadas contribuições já incorporadas ao conhecimento da operação do mesmo. A ferramenta de CFD (Computational Fluid Dynamics) tem se mostrado uma boa alternativa para entendimento da operação deste equipamento. A utilização do modelo Euleriano granular multifásico juntamente com
equações de conservação da massa, energia e movimento, para cada uma das fases
presentes, tem gerado êxito quando aplicada a leitos fluidizados. De forma geral, este
trabalho teve por objetivo estudar o comportamento do escoamento fluidodinâmico de
esferas de vidro e alumina em um leito fluidizado convencional do tipo gás-sólido,
variando os modelos de arraste de Gidaspow, Syamlal-O’Brien e Wen-Yu, bem como
os modelos de turbulência K-e RSM. De forma mais específica, o trabalho buscou
avaliar o comportamento fluidodinâmico das partículas no equipamento, através do
monitoramento dos parâmetros fluidodinâmicos mais importantes, dentre os quais
podemos destacar a velocidade de mínima fluidização do mesmo, a queda de pressão do
equipamento na mínima fluidização, sua porosidade e a expansão do leito de partículas,
também na mínima fluidização. Os testes experimentais foram comparados com
simulações numéricas utilizando a ferramenta de CFD, onde se observou boa
concordância dos resultados simulados frente aos resultados experimentais. / The gas-particle fluidized beds have great importance in the processing industry, due to
have a good effect of mixing between the phases, and high rates of heat and mass
transfer, requiring it to lower power consumption. Some typical examples of industrial
applications of this equipment can be found in processes involving catalytic reactions,
catalyst regeneration, or the combustion and coal of gasification. The understanding of
the fluid dynamic behavior of this equipment is of fundamental importance for the
fluidized bed can be adapted to new conditions. The literature reports several studies of
fluidized bed, reporting varied contributions already incorporated the knowledge of the
operation. The CFD (Computational Fluid Dynamics) tool has proved a good
alternative for understanding the operation of this equipment. The use of multiphase
granular Eulerian model together with the conservation equations of mass, energy and
momentum for each of the phases present, has shown success when applied to fluidized
beds. Overall, this work is to study the behavior of the fluid dynamic flow of glass
beads and alumina in conventional fluidized bed type gas-solid, varying models
Gidaspow, Syamlal-O’Brien and Wen-Yu, as well as Turbulence Models K-ε and RSM.
More specifically, the work seeks to study the behavior of the fluid-dynamic equipment,
by monitoring the most important fluid-dynamic parameters, among which we highlight
the minimum fluidization velocity of the same, the pressure drop at minimum
fluidization equipment, its porosity and expansion of the bed particles, also at minimum
fluidization. Experimental tests were compared with numerical simulations using CFD
(Computational Fluid Dynamics) tool, in which good agreement of the simulated results
compared to experimental results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/8259 |
| Date | 03 1900 |
| Creators | LOURENÇO, Reimar de Oliveira |
| Contributors | MACÊDO, Emanuel Negrão, MESQUITA, André Luiz Amarante |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia, UFPA, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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