Modelagem sub-malha de transferência de calor em escoamentos gás-sólido fluidizados

• Processo: 23/06125-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Fernando Eduardo Milioli
• Beneficiário: Fernando Eduardo Milioli
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Christian Lea Coelho da Costa Milioli
• Assunto(s): Escoamentos gás-sólido Fluidização Transferência de calor
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Escoamentos gás-sólido | Fluidização | Modelagem de dois fluidos | modelos sub-malha | Transferência de Calor | Escoamentos gás-sólido

Resumo

Em projeto anterior enfocou-se modelagem hidrodinâmica sub-malha do escoamento gás-sólido em reatores de leito fluidizado (processo FAPESP 2019/17707-6). Os estudos são agora estendidos para incluir também modelagem de transporte de calor sub-malha. Os reatores de leito fluidizado de escoamento gás-sólido são de grande utilização em múltiplos processos nas indústrias química, petroquímica e de energia. São de maior interesse aplicações como craqueamento catalítico de petróleo, combustão e gaseificação de combustíveis fósseis e renováveis, e processos de contenção de emissões poluentes tais como dessulfuração e captura de carbono. O desenvolvimento de reatores de leito fluidizado é uma ciência empírica, baseada em sucessivas plantas de demonstração gradualmente escalonadas, envolvendo custos extremamente altos e tempos de implementação estendidos. Este cenário tem estimulado crescente expectativa de utilização de simulação computacional como ferramenta auxiliar ou mesmo alternativa aos onerosos desenvolvimentos empíricos. Alinhado a este contexto, o presente projeto tem como meta final contribuir para a habilitação de CFDs como ferramentas realistas para otimização, projeto e escalonamento de reatores de leito fluidizado de escala industrial. Em particular, busca-se contribuir para a formulação de modelagem matemática aperfeiçoada através da proposição de modelos de fechamento sub-malha para transporte de calor crescentemente acurados. O impacto maior deste projeto será sobre o estado-da-arte, na prática contribuindo para a viabilidade de: i. ferramentas de pesquisa de maior acuracidade para a comunidade científica; ii. ferramentas de trabalho mais realistas para projeto, otimização e escalonamento de plantas industriais, para engenheiros e pesquisadores da indústria. (AU)