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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
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de julho de 2021 - 30 de junho de 2024
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
Pesquisadores associados:Osvaldir Pereira Taranto
Assunto(s):Nanopartículas  Materiais nanoestruturados  Óxidos metálicos  Dinâmica dos fluidos computacional  Turbulência  Pirólise em spray flamejante 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:balanço populacional | Fluidodinâmica Computacional | Nanomateriais Multicomponentes | Pirólise em Spray Flamejante de Dupla Chama | Simulação de Largas Escalas | turbulência | Fluidodinâmica Computacionao; Nanopartículas

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 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 aos balanços populacionais multivariados, com foco no uso de códigos abertos. Uma análise sistemática da influência de diferentes parâmetros de processo e métodos de solução das equações de balanço populacional é também visada. Esta proposta dá continuidade a linha de pesquisa em síntese em aplicações de nanopartículas de óxidos 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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