Estudo experimental e numérico da fluidodinâmica e das transferências de calor e massa em um leito de jorro contínuo: uso da técnica CFD

AUTOR(ES)

Cezar Augusto da Rosa

DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Neste trabalho, os fenômenos de transferência, que ocorrem durante a operação de secagem em um leito de jorro contínuo, são abordados de forma experimental e também através da fluidodinâmica computacional (CFD). Para isso, o trabalho foi dividido em três partes principais: fluidodinâmica, transferência de calor e transferência de massa. A fluidodinâmica, de um leito de jorro com alimentação contínua de sólidos pela base, foi estudada através de dados experimentais de pressão estática, altura da fonte e vazão de ar, os quais foram obtidos para as diversas regiões do leito. Um modelo de dois fluidos utilizando a formulação Euler-Euler foi empregado para a simulação da fluidodinâmica do sistema. As forças de interface, entre fluidopartícula, foram descritas utilizando o modelo proposto por Gidaspow (1992) e as tensões de sólidos pela teoria cinética granular proposta por Lun et al. (1984). A solução das equações do modelo foi realizada utilizando o software FLUENT 6.3. Os resultados obtidos via CFD foram comparados a dados experimentais, mostrando a boa concordância do modelo com os experimentos. No estudo da transferência de calor, a equação da conservação da energia em sua forma diferencial foi utilizada, juntamente com o modelo fluidodinâmico, para simular a transferência de calor entre fluido e partículas em um leito de jorro contínuo com alimentação de sólidos pela base. Duas correlações para a determinação do número de Nusselt (Gunn, 1978; Kmiec, 1980) foram utilizadas para o cálculo do coeficiente de transferência de calor entre as fases. Os resultados simulados foram comparados com dados experimentais obtidos para a temperatura do fluido e das partículas. A simulação da secagem de partículas de alumina, em um leito de jorro contínuo, foi realizada através do acoplamento dos fenômenos de transferência. Uma equação para a constante de secagem, em função da temperatura do ar e velocidade relativa entre as fases, foi desenvolvida a partir de dados experimentais de secagem em camada fina. O modelo mostrou-se fisicamente consistente e promissor, na análise da transferência de massa no sistema em estudo.

ASSUNTO(S)

transferência de calor e massa escoamento multifásico engenharia química engenharia quimica cfd leito de jorro

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