Blucher Chemical Engineering Proceedings

Outubro 2015, vol.2, num.1 - XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados
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CALIBRAÇÃO DA METODOLOGIA NUMÉRICA DEM E APLICAÇÃO DO MODELO CALIBRADO EM UM CASO DE SCALE-UP EM UM TAMBOR ROTATÓRIO

CALIBRAÇÃO DA METODOLOGIA NUMÉRICA DEM E APLICAÇÃO DO MODELO CALIBRADO EM UM CASO DE SCALE-UP EM UM TAMBOR ROTATÓRIO

SANTOS, DYRNEY ARAÚJO DOS; BARROZO, MARCOS ANTONIO DE SOUZA; DUARTE, CLAUDIO ROBERTO; WEIGLER, FABIAN; MELLMANN, JOCHEN

Artigo Completo:

Tambores rotatórios podem apresentar diferentes regimes de escoamento de partículas em seu interior, os quais estão diretamente relacionados às taxas de transferência de massa e energia e, consequentemente, à eficiência do processo em questão. Desta forma, foi realizada no presente trabalho uma investigação, tanto experimental quanto de simulação numérica, a respeito do escoamento granular no interior de um tambor rotatório sob diferentes condições operacionais. Para analisar o efeito da forma da partícula sobre o padrão de escoamento, foram utilizados grãos de arroz como material particulado. O Método dos Elementos Discretos (DEM) foi empregado em todas as simulações juntamente com a Técnica de Agrupamento (Clumping Technique), a qual permite a construção de partículas contendo formas arbitrárias. Para a calibração dos principais parâmetros presentes na modelagem DEM, um planejamento de experimentos foi utilizado. Perfis de velocidade de sólidos foram determinados experimentalmente, por meio de uma camera de alta velocidade, a fim de se validar o modelo em um caso de aumento de escala (scale up). Investigou-se, também, o efeito do comprimento do tambor sobre o padrão de escoamento granular. A calibração dos parâmetros da modelagem DEM através de um tambor em escala reduzida mostrou-se adequada para o emprego na previsão do escoamento em tambores rotatórios em uma escala superior, podendo, futuramente, ser empregada em uma escala industrial.

Tambores rotatórios podem apresentar diferentes regimes de escoamento de partículas em seu interior, os quais estão diretamente relacionados às taxas de transferência de massa e energia e, consequentemente, à eficiência do processo em questão. Desta forma, foi realizada no presente trabalho uma investigação, tanto experimental quanto de simulação numérica, a respeito do escoamento granular no interior de um tambor rotatório sob diferentes condições operacionais. Para analisar o efeito da forma da partícula sobre o padrão de escoamento, foram utilizados grãos de arroz como material particulado. O Método dos Elementos Discretos (DEM) foi empregado em todas as simulações juntamente com a Técnica de Agrupamento (Clumping Technique), a qual permite a construção de partículas contendo formas arbitrárias. Para a calibração dos principais parâmetros presentes na modelagem DEM, um planejamento de experimentos foi utilizado. Perfis de velocidade de sólidos foram determinados experimentalmente, por meio de uma camera de alta velocidade, a fim de se validar o modelo em um caso de aumento de escala (scale up). Investigou-se, também, o efeito do comprimento do tambor sobre o padrão de escoamento granular. A calibração dos parâmetros da modelagem DEM através de um tambor em escala reduzida mostrou-se adequada para o emprego na previsão do escoamento em tambores rotatórios em uma escala superior, podendo, futuramente, ser empregada em uma escala industrial.

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Palavras-chave:

DOI: 10.5151/ENEMP2015-MS-385

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Como citar:

SANTOS, DYRNEY ARAÚJO DOS; BARROZO, MARCOS ANTONIO DE SOUZA; DUARTE, CLAUDIO ROBERTO; WEIGLER, FABIAN; MELLMANN, JOCHEN; "CALIBRAÇÃO DA METODOLOGIA NUMÉRICA DEM E APLICAÇÃO DO MODELO CALIBRADO EM UM CASO DE SCALE-UP EM UM TAMBOR ROTATÓRIO", p-560-569. In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. . São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/ENEMP2015-MS-385

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