Efeitos Da Distribuição Do Tamanho De Partículas Sobre O Comportamento De Um Leito Fluidizado Circulante

Abstract

RESUMO -Uma abordagem Euleriana-Euleriana acoplada as equações de balanço populacional foi utilizada para modelar os escoamento gás-sólido em um leito fluidizado circulante com o objetivo de avaliar a influência de um sistema polidisperso sobre o escoamento. A solução das equações de balanço populacional foi realizada utilizando o método de quadratura direta baseada em momentos, no qual a influência do número de pontos de quadratura utilizados foi analisada. Os resultados mostram que o uso de um sistema polidisperso apresenta efeitos no perfil fluidodinâmico médio e que eles convergem à medida que o número de pontos de quadratura aumenta, sendo quatro pontos de quadraturas suficientes para obter uma solução com precisão de 5 %. INTRODUÇÃOMuitas indústrias dos setores químicos, metalúrgicos e de geração de energia utilizam em seus processos leito fluidizado circulante (CFB). Devido ao seu amplo uso, muitos estudos experimentais são feitos para obtenção de dados fluidodinâmicos. No entanto, esses estudos demandam de muito tempo e dinheiro, de modo que estudos numéricos, utilizando a fluidodinâmica computacional, têm sido implementados para complementar os dados experimentais.Neste contexto, é importante ressaltar que escoamentos em CFB são intrinsecamente multifásicos, sendo normalmente uma fase gasosa e uma fase particulada, na qual, tradicionalmente, é modelada utilizando apenas o diâmetro médio de partícula em uma abordagem Euleriana-Euleriana (EE). Contudo, a fase particulada, em situações reais, é representada por uma distribuição do tamanho da partícula (PSD) e, sendo assim, esses diferentes tamanhos podem ter impacto no escoamento. Atualmente, alguns trabalhos utilizam a abordagem Euleriana-Lagrangiana para implementar os efeitos da PSD, todavia, o uso dessa abordagem acarreta em um custo computacional muito grande. Uma alternativa de aplicação da abordagem EE acoplada as equações de balanço populacional (PBE) foi apresentada por Niemi (2012). Nesta abordagem as PBE's são resolvidas pelo método de quadratura direta baseada em momentos (DQMOM), no qual as velocidades de cada ponto de quadratura são tratadas a partir de uma formulação de mistura (Manninen et al., 1996).Deste modo, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência de um sistema polidisperso sobre o padrão de escoamento em um CFB por acoplamento da fluidodinâmica computacional com as PBE's a luz do trabalho de Niemi (2012) e determinar o número de pontos de quadratura no qual a solução torna-se independente.