Análise Da Cinética De Atrição De Partículas Esféricas No Leito De Jorro Convencional

Abstract

RESUMO -O presente trabalho teve como objetivo analisar, a partir de resultados experimentais e de simulação, o comportamento da cinética de atrição em função de diferentes condições operacionais. Assim, foram utilizadas esferas de vidro e de alumina com diâmetro médio igual a 3,2 e 3,0mm, respectivamente e um leito de jorro com 192mm de diâmetro e a entrada de ar de 30mm de diâmetro. Para a análise experimental da cinética de atrito, utilizou-se o método gravimétrico. Os dados obtidos foram verificados com os simulados através do modelo de Gwyn, (1969) e de Lee et al. (1993), nas mesmas condições operacionais. Os resultados experimentais mostraram a partir da cinética de atrição que o peso dos sólidos reduziu ao longo do tempo. Pela cinética de atrição observou-se que o desgaste do material particulado foi menor para a menor velocidade do ar de entrada, como esperado. Os valores experimentais apresentaram boas concordâncias com os preditos pelos modelos de Gwyn, (1969) e de Lee et al. (1993). INTRODUÇÃOO leito de jorro apresenta um contato sólido-fluido com características bem distinta da fluidização, o que faz com que ele possa realizar determinadas operações que não podem ser executadas em leitos fluidizados, como por exemplo, operar com partículas maiores que 1mm, quando o ar é usado como fluido (Mathur e Epstein, 1974). Sua aplicação tem sido estudada em processos físicos como secagem, granulação e recobrimento, justamente, por promover excelente grau de mistura dos sólidos e efetivo contato entre as fases sólido-fluido, o que resulta em elevadas taxas de transferência de calor e massa (Freitas e Freire, 2000).Os sólidos realizam um movimento cíclico sistemático que estabelece um sistema fluidodinâmico único caracterizado por três regiões distintas: o jorro, o ânulo e a fonte (Marthur e Epstein, 1974;Freire, et al. 2011). Durante o movimento cíclico, os sólidos são submetidos pela vazão de fluido a um choque mecânico, denominado de atrição, devido o impacto uns com os outros e contra a parede do leito de jorro. Como efeito ocorre o desgaste (abrasão da superfície sólida) que promove a redução no tamanho dos sólidos, em relação à dimensão original. Esse efeito gera um resíduo fino que na grande maioria das vezes é inaceitável e, portanto, devendo ser removido do processo por ciclones ou outros equipamentos de separação sólido-fluido (Bemrose e Bridgwater, 1980).