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Previous issue date: 2005-03-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / One of the most intensive uses of energy in industry is due to drying. After
drying, the dry material becomes easy to transport, to storage, and to conserve for
a long period of time. In this context, the aim of this work was to analyze the
energy efficiency of a Spouted Bed in the drying of pastes in order to establish
optimal conditions of operation and to propose modifications in the process to
improve its energy efficiency. To issue these analyses, a mathematical model was
derived which includes mass balance equations and energy balance equations for
both the dryer and the inlet gas heater. The drying rate was quantified by the
difference between the content of water in the feed flow rate of paste and the
content of water in the exit dry solid. The mathematical model was implemented
using MatLab programming language. The results obtained in both steady and
dynamic simulations were compared with experimental data, showing that the
model represents the process quite well for the operational conditions considered.
Simulations were accomplished to analyze the behavior of the energy efficiency
from disturbances in the feed flow rate of paste ( e F ), in the feed flow rate of gas
( g V ), composed by air and vapor of water, and in the power supplied to the inlet
gas heater ( Pot ). Pinch Analysis was also performed to the system, which
suggested some modifications in the process in order to improve its energy
efficiency. The energy efficiency was quantified by the ratio between the
necessary energy to evaporate the water and the sum of the necessary energy to
blow and heat the inlet gas. The simulations showed that the energy efficiency so
far used is improved by increasing the feed flow rate of paste, by decreasing both
the power supplied to the inlet gas heater and the power supplied to the blower. It
was observed that the increase in the temperature of the feed flow rate of paste
showed a small effect in the energy efficiency. / A secagem é uma das operações que mais consomem energia na indústria. Sua
importância está na facilidade de transporte, armazenamento e conservação do
material seco. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é analisar a eficiência
energética da secagem de pastas em Leito de jorro, estabelecer condições ótimas
de operação e propor modificações no processo a fim de melhorar sua eficiência
energética. O modelo do processo de secagem analisado é composto por balanços
de energia no aquecedor e no leito de jorro, balanços de massa por componente e
global nas fases sólida e gasosa. A taxa de secagem foi quantificada pela diferença
entre a água presente na pasta e a água presente no sólido. O modelo foi
implementado em linguagem MatLab. Os resultados obtidos na simulação em
estado estacionário e em regime dinâmico foram comparados com dados
experimentais indicando que o modelo representa bem o processo. Foram
realizadas simulações para analisar o comportamento da eficiência energética
frente a variações na vazão mássica de alimentação de pasta (Fe), na vazão
volumétrica de gás (Vg) composto por ar e vapor de água e na potência de
aquecimento do aquecedor (Pot). Com o intuito de propor modificações no
processo a Análise Pinch foi aplicada ao sistema sugerindo alguns artifícios para
melhorar a eficiência energética. A eficiência energética foi quantificada pela
razão entre a energia necessária para evaporar a água e a soma das energias
necessárias para movimentar e aquecer o ar As simulações mostraram que a
eficiência energética é favorecida pelo aumento na vazão de pasta, pela
diminuição nas potências de aquecimento e do soprador. Observou-se também que
o aumento na temperatura de entrada da pasta não tem influência sobre a
eficiência energética.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4121 |
| Date | 10 March 2005 |
| Creators | Fernandes, Conceição Flores |
| Contributors | Corrêa, Ronaldo Guimarães |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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