Fluidização de partículas sólidas de diferentes coeficientes de atrito: experimentos e simulações numéricas

• Processo: 24/02440-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 09 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 08 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Erick de Moraes Franklin
• Beneficiário: Vinícius Pereira da Silva Oliveira
• Supervisor: Jorge Manuel Peixinho
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, França
• Vinculado à bolsa: 20/00221-0 - Leitos fluidizados sólido-líquido: escoamento do fluido, dinâmica dos grãos e formação de padrões, BP.DD
• Assunto(s): Cristalização Fluidização Leito fluidificado Reologia Suspensão coloidal Escoamento multifásico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: coeficiente de fricção | Cristalização | Fluidização | Leito fluidizado | Reologia | Suspensões | Escoamento Multifásico

Resumo

Leitos fluidizados são geralmente utilizados quando se deseja aumento na transferência de massa e/ou calor, sendo comumente encontrados em processos farmacêuticos (granulação de comprimidos), mineração (separação e classificação de sedimentos) e saneamento (tratamento de água), por exemplo. Com a crescente procura de minerais e tratamento de água em todo o mundo, a melhoria destes processos é crucial para alcançar o desenvolvimento económico e os objectivos de protecção ambiental. As aproximações reológicas disponíveis para suspensões granulares densas, como leitos fluidizados muito estreitos, não descrevem bem o comportamento interpartículas na presença de atrito e, portanto, aproximações reológicas precisas podem auxiliar na seleção de materiais e no projeto de leitos fluidizados estreitos. para as diversas aplicações acima mencionadas. Com base neste cenário, propomos para este projeto: I) a medição precisa dos coeficientes de atrito sólido-sólido e efetivo para meios granulares; II) a validação dos coeficientes de atrito partícula-partícula obtidos experimentalmente e em simulações resolvidas CFD-DEM (dinâmica de fluidos computacional - método dos elementos discretos). Os experimentos serão realizadas no Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM) da École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) e as simulações utilizarão o cluster da ENSAM, ambas sob a supervisão do Dr. Jorge Peixinho. Vale ressaltar que o Dr. Peixinho já está colaborando com a UNICAMP e a FAPESP por meio de uma bolsa Sprint FAPESP-CNRS (no âmbito de uma bolsa JP2 - Jovem Pesquisador Fase 2, processo n. 2018/14981-7, na qual a bolsa de doutorado de Vinicius Oliveira está inserido). Dadas as suas diversas aplicações, uma melhor compreensão dos leitos fluidizados sólidos-líquidos estreitos tem um impacto direto na proteção ambiental, no saneamento, na saúde humana e na mineração. Em termos práticos, o estágio BEPE será importante para a formação do doutorando, a bolsa JP2, a colaboração UNICAMP-ENSAM e as colaborações CNRS-FAPESP.