Scale up de leitos fluidizados borbulhantes e ciclones.

• Processo: 98/04460-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 1998
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 1999
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Paulo Roberto Tardin Junior
• Beneficiário: Paulo Roberto Tardin Junior
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Tempestades ciclônicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ciclones | Scale Down | Scale Up | Semelhanca | Sistema Gas-Solidos

Resumo

Leitos fluidizados borbulhantes - LFB - são sistemas gás-sólidos utilizados para promover de maneira eficiente a troca térmica, a combustão, o transporte de partículas sólidas e reações químicas, fenômenos ligados à indústria de processos e a geração de energia. Neste projeto, será tratada a análise de semelhança, a partir da adimensionalização das equações governantes de escoamentos gás-sólidos em leitos borbulhantes, visando a obtenção de relações de escala e a sua utilização para a especificação e a construção de um leito modelo a partir de um protótipo operando com partículas catalíticas de FCC - fluid cracking catalyst -, comumente usadas em LFB regeneradores durante o refino do petróleo. As relações de escala obtidas serão verificadas experimentalmente medindo as flutuações da queda de pressão nos dois leitos ao longo do tempo e o fluxo de partículas elutriadas do sistema. A elutriação de partículas em LFB é uma das principais desvantagens de sua operação, devido às problemas ambientais e ao aumento de custo do processo pela perda de material. Partículas de FCC são muito finas, com diâmetro variando de 0-200 μm. Nesta faixa, as forças de interação partícula-partícula, como a de van der Waals e a eletrostática, podem ser relevantes. Não há na literatura verificação experimental de relações de escala que considerem a ação destas forças. Pretende-se, neste trabalho, propor relações de escala que levem em conta a ação de forças inter-particulares e, de modo tentativo, verificá-las experimentalmente. Ciclones são equipamentos utilizados para separar partículas sólidas presentes no escoamento de fluidos. O desempenho dos ciclones depende de vários fatores, sendo os principais a velocidade do escoamento, as propriedades físicas das partículas e sua distribuição granulométrica e concentração. A análise de semelhança a partir das equações governantes de escoamentos em ciclones faz-se necessária devido à: dificuldade de instrumentação de ciclones de porte industrial; necessidade de avaliação do desempenho de um ciclone antes de sua instalação; e a não existência na literatura de dados obtidos em ciclones geométrica e dinamicamente semelhantes, que possam ser utilizados para validar os grupos adimensionais. Neste projeto, são propostos parâmetros de semelhança para o estudo de ciclones e também é proposta a construção de um sistema de testes para verificar o procedimento de semelhança apresentado, baseado na montagem de um ciclone protótipo, de maior porte, e um ciclone modelo, em escala reduzida. Os parâmetros operacionais que serão verificados para validar a semelhança são: rendimento de coleta fracional e queda de pressão no ciclone adimensionalizados. (AU)