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Avaliação da fluidodinâmica em uma seção riser pela técnica de piv (particle image velocimetry) e análise de caos

Processo: 10/20193-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2011
Vigência (Término): 30 de setembro de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
Pesquisador responsável:Marco Aurélio Cremasco
Beneficiário:Guilherme José de Castilho
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Caos   Leito fluidificado   Análise de sinais

Resumo

Leitos fluidizados circulantes (LFC) são amplamente utilizados na indústria petroquímica (unidades de craqueamento catalítico em leito fluido, FCC), na indústria metalúrgica (calcinadores) e no setor de energia (câmaras de combustão de carvão). As vantagens do LFC incluem alta eficiência de contato entre as fases, flexibilidade na regeneração de catalisador e controle da alimentação. Na sua principal aplicação, que refere-se ao FCC, o LFC pode ser dividido em duas partes básicas: o riser e o downer. O riser é sua principal seção, onde acontece a maior parte das reações químicas para, a partir de hidrocarbonetos, gerar compostos mais leves e de valor agregado mais alto como a gasolina e o diesel. Essas unidades sofrem com estrutura do escoamento que é altamente não-uniforme, devido à influência de uma variedade de fenômenos como a formação de aglomerados de partículas (clusters), turbulência, interações gás-sólido e interações entre partículas. Ao longo do tempo, tem-se notado um grande esforço para o desenvolvimento de técnicas de medidas não intrusivas destinadas à obtenção do conhecimento sobre os fenômenos dinâmicos que ocorrem dentro de sistemas fluidizados. A velocimetria por imagem de partícula (PIV) é uma técnica atual e promissora para a caracterização fluidodinâmica de reatores multifásicos. A utilização de câmeras digitais modernas e hardware apropriado resultam em mapas de campo de velocidade de partículas em tempo real, fornecendo medidas de velocidade instantânea em uma secção transversal do escoamento. As técnicas de medidas instantâneas, como o PIV, oferecem dados de sinais temporais que necessitam ser processados. A análise de caos se apresenta como uma forma de analisar flutuações de sinais em sistemas fluidizados cuja metodologia baseia-se na análise não-linear de sinais e na reconstrução de atratores imersos em um espaço de fases e no estudo das propriedades deste atrator. Entretanto, existe uma lacuna científica significativa quando se procura empregar simultaneamente o tratamento das informações fluidodinâmicas advindas do PIV por meio da análise do caos. Assim sendo, este trabalho objetiva o estudo da fluidodinâmica da seção riser de um leito fluidizado circulante, empregando a análise de caos a partir da utilização da técnica do PIV.

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