Navegando por Assunto "Fluidization"

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Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental e numérica da fluidização para aplicações industriais
(Universidade Federal do Pará, 2012-03) LOURENÇO, Reimar de Oliveira; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
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.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização, análise fluidodinâmica e secagem de sementes de painço em leito de jorro
(Universidade Federal do Pará, 2014-05-16) NASCIMENTO, Lidiane Diniz do; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173
Realizou-se a caracterização química, física e qualitativa das sementes de painço (S. italica) e em seguida, foi avaliado o comportamento fluidodinâmico, à temperatura ambiente, para diferentes cargas de material em duas configurações de leito de jorro: cônico (500, 800, 1100 e 1400 g) e convencional (1300, 1700 e 2100 g). A partir dos dados experimentais foi verificado que as partículas eram adequadas ao sistema utilizado, partindo então para a obtenção dos parâmetros operacionais característicos do jorro, os quais foram comparados com seus respectivos valores teóricos calculados por correlações empíricas disponíveis na literatura. Ao avaliar as condições experimentais, foi necessário optar por apenas uma das configurações de leito de jorro, prevalecendo o leito convencional. Em seguida, foi definida uma carga ótima de painço (1700 g) e deu-se prosseguimento à análise da cinética de secagem das sementes em leito de jorro convencional nas temperaturas de 44, 65 e 86°C por 132 min, verificando-se a ausência de taxa de secagem constante, indicando que a secagem foi controlada pelos mecanismos de difusão. O coeficiente de difusão efetivo das sementes de painço correspondeu a valores entre 0,7729x10-11 e 2,3189x10-11 m2/s e o valor de energia de ativação foi quantificado por meio da equação de Arrhenius, correspondendo à 24,86 kJ/mol. Os modelos matemáticos que melhor descreveram a curva de secagem foram Aproximação por Difusão, Page e Midilli et al. Além disso, foi aplicado um planejamento composto central rotacional com o objetivo de avaliar a influência das variáveis independentes tempo (X1) e temperatura (X2) nas respostas razão de umidade (XR), porcentagem de germinação (G) e índice de velocidade de germinação (IVG). As respostas selecionadas são determinantes no controle de qualidade de sementes, como no caso do teor de umidade, o qual deve ser adequado para o armazenamento. As respostas G e IVG são indicações do estado fisiológico da sementes, o que também é importante, de acordo com a finalidade do produto. Por meio das análises estatísticas, para um intervalo de confiança de 95%, verificou-se que XR e IVG sofreram influência apenas de X1, X2 e X22, enquanto G foi estatisticamente influenciado por X2 e X22. Os efeitos, para todas as respostas, foram negativos, indicando que XR e IVG decrescem com o aumento da temperatura e tempo de secagem enquanto G reduz com o aumento da temperatura. Por meio dos resultados estatísticos, foram propostos modelos quadráticos para as respostas analisadas, alcançando-se bons coeficientes de correlação (R2): 0,9632 (XR), 0,8999 (G) e 0,9724 (IVG). Posteriormente, foi determinado o ponto ótimo durante a secagem de sementes de painço em leito de jorro, por meio da Função desejabilidade, o qual foi correspondente a um tempo de secagem de 121 min à uma temperatura de 64°C, obtendo-se sementes com um percentual germinativo de 82,99% ; índice de velocidade de germinação de 29,33 (adimensional) e teor de umidade final igual a 11%.
Acesso aberto (Open Access)
Recobrimento de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.) com suspensão biopolimérica em leito de jorro
(Universidade Federal do Pará, 2016-12-14) SANTANA, Elza Brandão; FARIA, Lênio José Guerreiro de; http://lattes.cnpq.br/7428609361678173; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796
Estudou-se a aplicação de amido in natura oriundo de fécula de mandioca (Manihot esculenta Crantz) na obtenção de suspensão biopolimérica para recobrimento de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.), utilizando como equipamento de recobrimento um leito de jorro convencional. Foram analisadas as características físicas e químicas da fécula de mandioca e das sementes, assim como as características fisiológicas das sementes in natura e das recobertas. Realizados testes para obtenção da suspensão biopolimérica incluindo-se testes preliminares de recobrimento por imersão, para avaliar a aceitação da estrutura da semente pela matriz polimérica, embasando-se, paralelamente em dados físicos (ângulo de repouso). Para a execução do processo de recobrimento foram realizados testes para a definição da operação de recobrimento, que incluíram ajustes no sistema operacional, desde o estudo da fluidodinâmica, até o bombeamento da suspensão, para tornar possível definir as condições de operação do leito de jorro. Foram construídas curvas fluidodinâmicas com cargas e pressões de atomização distintas, obtendo os parâmetros fluidodinâmicos ΔPM, ΔPje, ΔPmj e Umj. Dos resultados fluidodinâmicos se determinaram as condições operacionais, para uma carga de 1000 g de sementes, pressão de atomização de 5 psi, distância do bico atomizador de 14 cm acima do leito fixo de sementes e velocidade do ar no intervalo de 1,9 a 1,29Umj. Para analise do processo de recobrimento utilizou-se um planejamento experimental tipo PCCR considerando as variáveis de entrada, temperatura do ar (Tar) e vazão da suspensão (Qs), e as respostas eficiência (η), crescimento da partícula (δ), perda por aderência (Pad), taxa de evaporação do processo (Ėp), germinação (G) e índice de velocidade de germinação (IVG). Para estimar o ponto ótimo desta operação foi aplicada a definição de função desejabilidade, no qual o ponto ótimo gerado para a desejabilidade global foi de 0,9630 com o leito de sementes operando a de 51°C e 12 mL/min, respectivamente. Os resultados obtidos mostram que o processo de recobrimento foi eficiente diante dos valores obtidos para as respostas e, também por manter as qualidades fisiológicas das sementes. Além, de abrir precedentes para aplicação em alimentos já que as sementes recobertas apresentaram atividade de água de 0,34, frente de uma atividade inicial de 0,62 para as sementes in natura.
Acesso aberto (Open Access)
Transporte pneumático fluidizado: estudos de casos aplicados à indústria do alumínio primário
(Universidade Federal do Pará, 2011-08) VASCONCELOS, Paulo Douglas Santos; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Este trabalho é uma contribuição à ciência e à aplicação da tecnologia desenvolvida sobre leito e transporte fluidizado de materiais particulados usados nos processos industriais. No caso de leitos fluidizados desenvolveu-se uma equação semi-empírica para predição da velocidade mínima de fluidização da alumina fluoretada, pó de crosta e outros materiais particulados usados nos processos industriais com resultados bastantes satisfatórios comparados com os resultados experimentais em relação às equações disponíveis na literatura. Estudou-se também o comportamento dos ângulos de repouso e de fricção interno interpartículas propondo-se equações constitutivas para esses ângulos para alumina fluoretada como função da velocidade superficial de fluidização. Em uma segunda etapa propõem-se uma equação para predição da capacidade de transporte de calhas e tubos fluidizados com resultados de boa qualidade em relação aos experimentos realizados nos tubos fluidizados. Este tubo fluidizado por sua concepção pode operar em ângulos ascendentes em relação ao plano horizontal sendo uma contribuição tecnológica desta tese para diminuição da taxa kWh/ton de material particulado manuseados nos processos industriais.