A INFLUÊNCIA DA GEOMETRIA DO ESPARGIDOR NA INJEÇÃO E QUEIMA DE BAGAÇO DE CANA DE AÇÚCAR

A INFLUÊNCIA DA GEOMETRIA DO ESPARGIDOR NA INJEÇÃO E QUEIMA DE BAGAÇO DE CANA DE AÇÚCAR

ARNAO, J. H. SOSA; FERREIRA, D. J. O.; SANTOS, C. G.; ALAVAREZ-JÁCOBO, J. E.; RANGEL, L. P.; PARK, S. W.

Artigo:

A Fluidodinâmica Computacional (Computational Fluid Dynamics, CFD) é utilizada aqui para modelo de combustão heterogênea de bagaço de cana-de-açúcar com espargidor (swirl burner). O objetivo do presente trabalho é comparar a injeção e queima de bagaço para um novo espargidor em relação ao modelo atual, já operante em uma caldeira de cogeração de biomassa. Este novo projeto de espargidor permite o controle da injeção da partículas através de regulagem das contribuições axial/tangencial do ar de arraste. O modelo CFD desenvolvido representa a turbulência pelo modelo RNG k-, a combustão dos voláteis pelo modelo EDM (Eddy Dissipation Model) com mecanismo composto de duas reações de combustão de CH4 e CO, a radiação representada pelo método DTM considerando 16 direções e o arraste das partículas de bagaço no meio contínuo gasoso é representado pelo modelo Schiller-Naumann com os diâmetros sob análise granulométrica. Os resultados obtidos são favoráveis à adoção do design novo de espargidor, pois através do controle dos ares axial e tangencial é possível até mesmo reproduzir a operação do espargidor atual.

A Fluidodinâmica Computacional (Computational Fluid Dynamics, CFD) é utilizada aqui para modelo de combustão heterogênea de bagaço de cana-de-açúcar com espargidor (swirl burner). O objetivo do presente trabalho é comparar a injeção e queima de bagaço para um novo espargidor em relação ao modelo atual, já operante em uma caldeira de cogeração de biomassa. Este novo projeto de espargidor permite o controle da injeção da partículas através de regulagem das contribuições axial/tangencial do ar de arraste. O modelo CFD desenvolvido representa a turbulência pelo modelo RNG k-, a combustão dos voláteis pelo modelo EDM (Eddy Dissipation Model) com mecanismo composto de duas reações de combustão de CH4 e CO, a radiação representada pelo método DTM considerando 16 direções e o arraste das partículas de bagaço no meio contínuo gasoso é representado pelo modelo Schiller-Naumann com os diâmetros sob análise granulométrica. Os resultados obtidos são favoráveis à adoção do design novo de espargidor, pois através do controle dos ares axial e tangencial é possível até mesmo reproduzir a operação do espargidor atual.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0001-27800-176696

Referências bibliográficas

• [1] Dixon, T. F.; Mann, A. P.; Plaza, F.; Gilfillan, W. N.; Development of advanced technology for biomass combustion - CFD as an essential tool. Fuel, vol. 84, pp. 1303-1311, 2005.
• [2] Ferreira, D.J.O.; Sosa-Arnao, J. H.; Moreira, B.C.; Rangel, L.P.; Park, S.W. Impacto da radiação na modelagem de uma caldeira de bagaço de cana-de-açúcar. COBEQ 2014 - XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química. Florianópolis, Brasil. 19-22 de Outubro de 2014.
• [3] Modest, M. F.; Radiative Heat Transfer - Second Edition. Academic Press, 2003.
• [4] Sosa-Arnao, J. H.; Caldeiras aquatubulares de bagaço - Estudo do sistema de recuperação de energia. Tese de doutorado, UNICAMP, Campinas, SP, 2008 Turns, S. R. An introduction to combustion: concepts and applications. McGraw-Hill, New York, 2000.
• [5] Versteeg, H. K.; Malalasekera, W.; An introduction to computational fluid dynamics – the finite volume method. Second edition. England, Pearson Education Limited, 2007.

Como citar:

ARNAO, J. H. SOSA; FERREIRA, D. J. O.; SANTOS, C. G.; ALAVAREZ-JÁCOBO, J. E.; RANGEL, L. P.; PARK, S. W.; "A INFLUÊNCIA DA GEOMETRIA DO ESPARGIDOR NA INJEÇÃO E QUEIMA DE BAGAÇO DE CANA DE AÇÚCAR", p-11103-11110. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0001-27800-176696