Leito fluidizado em meio líquido em tubos finos: dinâmica e instabilidades

• Processo: 16/18189-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Erick de Moraes Franklin
• Beneficiário: Fernando David Cúñez Benalcázar
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/23838-3 - Leito móvel e arrastamento do tipo creep de um leito granular bidisperso em um escoamento laminar, BE.EP.DR
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos Leito fluidificado
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: escoamento líquido-sólido | Instabilidades hidrodinamicas | Leito fluidizado | Meios granulares | Mecânica dos Fluidos

Resumo

Um leito fluidizado é basicamente uma suspensão de partículas sólidas (grãos) em um duto vertical submetida a um escoamento ascendente de gás ou líquido. Dispositivos empregando leitos fluidizados são bastante utilizados para a gaseificação de combustíveis sólidos devido às excelentes características de transferências de calor e massa proporcionadas pelo emprego de leitos fluidizados. Leitos uniformemente fluidizados são raramente encontrados em aplicações práticas, e normalmente instabilidades, que se manifestam na forma de ondas transversais, de bolhas, ou de bolhas alongadas, podem aparecer. No caso de leitos fluidizados em líquidos em tubos estreitos, a dinâmica e as instabilidades do leito ainda não estão totalmente compreendidas, e o problema continua em aberto. Este projeto propõe um estudo analítico e experimental da dinâmica dos grãos e das instabilidades do leito neste caso específico. A parte analítica consistirá no emprego de métodos da Matemática Aplicada para a obtenção de expressões matemáticas para as taxas de crescimento, comprimentos de onda, frequências e celeridades das instabilidades. Para a parte experimental, diferentes leitos fluidizados serão formados em tubos transparentes, e os movimentos de grãos individuais serão filmados utilizando-se câmera de alta velocidade, as instabilidades serão filmadas utilizando-se câmera de alta definição, e o escoamento do fluido será medido por PIV (Particle Image Velocimetry). Códigos numéricos serão escritos para o tratamento automático de imagens. Como resultado, espera-se uma melhor compreensão do problema e a obtenção de expressões para os movimentos dos grãos e para as características das instabilidades (taxas de crescimento, comprimentos de onda e celeridades).

Publicações científicas

(7)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

CUNEZ, FERNANDO D.; FRANKLIN, ERICK M.; HOUSSAIS, MORGANE; ARRATIA, PAULO; JEROLMACK, DOUGLAS J.. Strain hardening by sediment transport. PHYSICAL REVIEW RESEARCH, v. 4, n. 2, p. 6-pg., 2022-06-08. (16/18189-0, 18/23838-3, 18/14981-7)

CUNEZ, FERNANDO DAVID; GOMES DE OLIVEIRA, GABRIEL VICTOR; FRANKLIN, ERICK DE MORAES. Turbulent channel flow perturbed by triangular ripples. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 40, n. 3, MAR 2018. (15/15001-8, 16/18189-0, 12/19562-6, 16/13474-9)

CUNEZ, FERNANDO DAVID; FRANKLIN, ERICK M.. Mimicking layer inversion in solid-liquid fluidized beds in narrow tubes. Powder Technology, v. 364, p. 994-1008, MAR 15 2020. (16/18189-0, 16/13474-9, 18/14981-7)

ALVAREZ, CARLOS A.; CUNEZ, FERNANDO DAVID; FRANKLIN, ERICK M.. Growth of barchan dunes of bidispersed granular mixtures. Physics of Fluids, v. 33, n. 5, MAY 2021. (18/14981-7, 16/18189-0)

CUNEZ, FERNANDO D.; FRANKLIN, ERICK M.. Miniaturized gas-solid fluidized beds. MECHANICS RESEARCH COMMUNICATIONS, v. 131, p. 7-pg., 2023-06-26. (16/18189-0, 18/23838-3, 18/14981-7)

ASSIS, W. R.; CUNEZ, F. D.; FRANKLIN, E. M.. Revealing the Intricate Dune-Dune Interactions of Bidisperse Barchans. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-EARTH SURFACE, v. 127, n. 5, p. 14-pg., 2022-05-01. (16/18189-0, 18/14981-7, 19/10239-7)

CUNEZ, FERNANDO DAVID; LIMA, NICOLAO CERQUEIRA; FRANKLIN, ERICK M.. Motion and clustering of bonded particles in narrow solid-liquid fluidized beds. Physics of Fluids, v. 33, n. 2, FEB 1 2021. (18/23838-3, 16/18189-0, 19/20888-2, 18/14981-7)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

BENALCÁZAR, Fernando David Cúñez. Jamming, crystallization, creeping and fluidization in granular systems. 2021. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica Campinas, SP.