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Simulação de turbulência em largas escalas e modelo decomposição para produção de nanopartículas via pirólise em spray flamejante

Processo: 21/01067-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de julho de 2021 - 30 de junho de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
Pesquisador responsável:Dirceu Noriler
Beneficiário:Dirceu Noriler
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Pesq. associados:Osvaldir Pereira Taranto
Assunto(s):Dinâmica dos fluidos computacional  Turbulência 

Resumo

Materiais nanoestruturados despertam interesse devido às suas características únicas desejadas em diversas áreas de aplicação, tais como catálise, pigmentação, farmacêutica e alimentos. Quando comparada com outras técnicas, a Pirólise em \textit{Spray} Flamejante (FSP) tem potencial para produção eficiente e barata de nanopartículas de alta pureza e estreita faixa de distribuição de tamanhos. A partir de um precursor de baixo custo, o processo de FSP é capaz de produzir partículas finas de óxidos metálicos com 1 a 200 nm. O escalonamento desse processo, assim como sua utilização na produção de novos materiais, exige amplo conhecimento a respeito dos fenômenos nele envolvidos e, para tanto, modelos matemáticos validados são cruciais. Em estudos anteriores já foram apresentados modelos capazes de fornecer resultados a respeito da temperatura da chama e até mesmo distribuição de tamanho das partículas com o uso de balanços populacionais. No entanto, ainda não se pode considerar que o processo FSP é compreendido em sua amplitude. Para tanto, um primeiro passo é o aumento da resolução com que a turbulência é resolvida com o objetivo de se obter maior precisão na descrição matemática. Além disso, ainda não se dispõe de um modelo capaz de prever a composição de nanopartículas multicomponente produzidas por meio FSP de dupla chama. Este projeto visa abordar estas questões utilizando técnicas de CFD acoplada à balanços populacionais multivariados, com foco no uso de códigos abertos. Uma análise sistemática da influência de diferentes parâmetros de processo e métodos de solução da equações de balanço populacional é também visada. Esta proposta dá continuidade a linha de pesquisa em síntese em aplicações de nanopartículas de óxido metálicos da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas e fortalece a cooperação internacional entre esta instituição e a Universidade de Bremen, na Alemanha. Ao final deste projeto, são esperadas publicações em revistas internacionais e em congressos. (AU)

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