Estudo experimental e de simulação CFD da dinâmica de partículas em tambores rotatórios com suspensores

Estudo experimental e de simulação CFD da dinâmica de partículas em tambores rotatórios com suspensores

NASCIMENTO, S. M.; CAMPOS, G. A. S.; LIMA, D. M.; ÁVILA, L. F. G.; BARROZO, M. A . S.; DUARTE, C. R.

Artigo:

Os secadores rotatórios são equipamentos bastante utilizados devido à flexibilidade de operação e a elevada capacidade. Estes equipamentos consistem em tambores cilíndricos dotados de suspensores, que ao girarem promovem o cascateamento do sólido no interior do secador. Apesar da vasta aplicação do equipamento, ainda existe uma deficiência na modelagem do escoamento das partículas nos mesmos. Devido ao crescente aumento da capacidade de processamento dos computadores aliado ao alto custo das plantas piloto, a fluidodinâmica computacional (CFD) é uma ferramenta que tem sido cada vez mais utilizada no auxílio á compreensão do escoamento. Uma das abordagens do CFD é a abordagem Euler-Euler, que além de requerer um esforço computacional menor do que a Lagrangeana, permite fazer simulações mesmo em grandes escalas com um menor número de parâmetros. Quantificar o hold up nos suspensores é de extrema importância para a compreensão do escoamento, para isto, este trabalho foi pioneiro no desenvolvimento de uma metodologia que permite, através da análise de imagens, calcular a massa de sólidos nos suspensores do tambor rotatório, em função da posição angular, utilizando perfis de escoamento obtidos na simulação. Os resultados foram então comparados com ensaios experimentais. A modelagem utilizada na simulação foi adequada a esse processo e a metodologia desenvolvida se mostrou satisfatória para a utilização da abordagem Euler-Euler. Além disto, os resultados foram relevantes para discutir a natureza numérica do resolvedor FLUENT®.

Os secadores rotatórios são equipamentos bastante utilizados devido à flexibilidade de operação e a elevada capacidade. Estes equipamentos consistem em tambores cilíndricos dotados de suspensores, que ao girarem promovem o cascateamento do sólido no interior do secador. Apesar da vasta aplicação do equipamento, ainda existe uma deficiência na modelagem do escoamento das partículas nos mesmos. Devido ao crescente aumento da capacidade de processamento dos computadores aliado ao alto custo das plantas piloto, a fluidodinâmica computacional (CFD) é uma ferramenta que tem sido cada vez mais utilizada no auxílio á compreensão do escoamento. Uma das abordagens do CFD é a abordagem Euler-Euler, que além de requerer um esforço computacional menor do que a Lagrangeana, permite fazer simulações mesmo em grandes escalas com um menor número de parâmetros. Quantificar o hold up nos suspensores é de extrema importância para a compreensão do escoamento, para isto, este trabalho foi pioneiro no desenvolvimento de uma metodologia que permite, através da análise de imagens, calcular a massa de sólidos nos suspensores do tambor rotatório, em função da posição angular, utilizando perfis de escoamento obtidos na simulação. Os resultados foram então comparados com ensaios experimentais. A modelagem utilizada na simulação foi adequada a esse processo e a metodologia desenvolvida se mostrou satisfatória para a utilização da abordagem Euler-Euler. Além disto, os resultados foram relevantes para discutir a natureza numérica do resolvedor FLUENT®.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0701-24374-150971

Referências bibliográficas

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Como citar:

NASCIMENTO, S. M.; CAMPOS, G. A. S.; LIMA, D. M.; ÁVILA, L. F. G.; BARROZO, M. A . S.; DUARTE, C. R.; "Estudo experimental e de simulação CFD da dinâmica de partículas em tambores rotatórios com suspensores", p-5553-5560. 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-cobeq2014-0701-24374-150971