Modelagem e simulacao euleriana de escoamentos gas-solido usando a teoria cinetica dos escoamentos granulares.

Resumo

A fluidização gás-sólido tem variadas aplicações industriais entre as quais incluem-se aquelas nas industrias do petróleo, química, metalúrgica e de geração de energia. Reatores de leito fluidizado circulante (LFC) são amplamente utilizados. A hidrodinâmica do escoamento em colunas de LFC é caracterizada por grandes complexidades, devido às quais, predições exatas do escoamento por modelos matemáticos precisam da inclusão de cada interação mecânica possível. Isto pode levar à formulação de modelos intratáveis, que somente podem ser resolvidos considerando muitas hipóteses restritivas. Na atualidade vem sendo amplamente utilizada à teoria cinética dos escoamentos granulares (TCEG). Esta teoria permite obter um modelo reológico factível para a fase sólida considerando-a como um meio contínuo. Entre os modelos da TCEG tem-se aqueles que consideram escoamento granular seco com uma ou mais fases sólidas, e aqueles que consideram a influencia do fluido intersticial com fase sólida única. Porem, ainda existem questões fundamentais a serem resolvidas, tanto na formulação dos modelos, quanto na sua metodologia de solução. O presente projeto tem como objetivos principais o estudo e desenvolvimento de modelos matemáticos incluindo a TCEG para escoamentos gás-sólido em LFC, e a simulação numérica destes escoamentos utilizando rotinas próprias e programas profissionais apropriados. Pretende-se contribuir para elucidar mecanismos físicos de formação de clusters, bolhas e outros fenômenos hidrodinâmicos considerando efeitos de geometria, parâmetros de operação e turbulência do escoamento. (AU)