ANÁLISE FLUIDODINÂMICA DE LEITOS-FIXOS DE MATERIAIS PARTICULADOS NÃO ESFÉRICOS POR CFD
H. O. N. ALTINO, M. C. FERREIRA
2018
Blucher Chemical Engineering Proceedings
unpublished
RESUMO -O escoamento de fluidos em meios porosos possui extensivas aplicações. Todavia, estudos fluidodinâmicos sobre o escoamento em leitos-fixos constituídos por partículas com baixas esfericidades utilizando a CFD ainda são escassos na literatura. O objetivo desse trabalho foi avaliar o comportamento fluidodinâmico do escoamento de ar em leitos compostos por partículas de diferentes esfericidades, usando a técnica de CFD. Além disso, avaliou-se o método de estimativa do termo fonte na
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... do movimento de perdas viscosas e inerciais. O ajuste das simulações realizadas utilizando o termo fonte de contribuições viscosas e inerciais obtido por regressão de dados experimentais para a estimativa da perda de carga se mostrou superior ao que utilizou o termo fonte obtido com base na equação Ergun. Em geral, para as condições testadas, a diminuição da esfericidade e o simultâneo aumento da porosidade acarretaram menores perdas de energia mecânica. INTRODUÇÃO O escoamento de fluidos em meios porosos possui aplicações nas mais diversas áreas relacionadas à ciência e tecnologia (Tong et al. 2017) . Assim, estudos envolvendo esse tipo de escoamento vêm sendo amplamente desenvolvidos, principalmente quanto à perda de energia mecânica em leitos-fixos. Todavia, a previsão do comportamento fluidodinâmico pode ser complexa quando a forma das partículas é irregular e a esfericidade é muito baixa, como no caso de leitos fixos formados por folhas (Lima, 2009). Isso se deve ao fato de que o número de arranjos possíveis das partículas para o empacotamento aleatório do leito aumenta, tornando as interações fluido-partícula menos previsíveis. Diversos estudos correlacionados ao tema foram desenvolvidos por Comiti et al. (1989) , Lima (2009) e Tong et al. (2017). Com o desenvolvimento da técnica de Computational Fluid Dynamics (CFD), os trabalhos de Béttega et al. (2007) e Castro (2016) trouxeram importantes contribuições quanto ao estudo da região de downstream e a influência da porosidade radial na transferência de momento, calor e massa. Todavia, estudos fluidodinâmicos sobre o escoamento em leitos-fixos constituídos por partículas com baixas esfericidades e empacotadas aleatoriamente utilizando a técnica de CFD ainda são escassos na literatura. O objetivo principal desse trabalho foi avaliar o comportamento fluidodinâmico do escoamento de ar em leitos compostos por partículas de diferentes esfericidades, usando a técnica de CFD. Os resultados foram comparados com a literatura para materiais com esfericidades variando entre 0,19 e 1, incluindo folhas e partículas convencionais. Além disso, avaliou-se o método de estimativa do termo fonte na equação do movimento de perdas viscosas e inerciais.
doi:10.5151/cobeq2018-pt.0781
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