ABORDAGEM NÚMERICA PRELIMINAR DO ARRASTE DE SÓLIDOS EM CÉLULAS COMBUSTÍVEIS MICROBIANAS DE LEITO FLUIDIZADO

ABORDAGEM NÚMERICA PRELIMINAR DO ARRASTE DE SÓLIDOS EM CÉLULAS COMBUSTÍVEIS MICROBIANAS DE LEITO FLUIDIZADO

MONTZEL, G. V. B.; BASTOS, R. B.; SANTANA, F. B.; OGRODOWSKI, C. S.; ROSA SILVA, E.

Artigo Completo:

Células combustíveis microbianas (CCM) são dispositivos que utilizam bactérias para converter a energia química presente na matéria orgânica em energia elétrica. Dentre as diferentes geometrias de CCM destacam-se as CCMs de leito fluidizado. Neste dispositivo, o eletrodo é constituído de grafite particulado, aumentando assim sua superfície. Objetivando otimizar o potencial deste reator, a fluidodinâmica computacional (CFD) se torna uma útil ferramenta para estudar os parâmetros do projeto. Assim, o objetivo deste trabalho foi modelar e simular o arraste de sólidos proveniente da interação líquido-partícula em uma CCM. Para isto, foi construido um reator experimental que foi operado em vazão constante de 500 ml/min, analisando a vazão de saída de sólidos. Também foi elaborado um modelo numérico e sua respectiva simulação fluidodinâmica. Os resultados experimentais foram utilizados para validação do modelo que foi simulado no software FLUENT 14.5. Foi utilizado abordagem euleriana-euleriana de duas fases (líquida e sólida granular). Na fase granular foram aplicadas as equações constituintes da teoria cinética granular. O melhor refino de malha foi o de 30739 células, e o modelo apresentou uma boa acurácia quando comparado com os resultados experimentais com erro absoluto médio de 0,98 %.

Células combustíveis microbianas (CCM) são dispositivos que utilizam bactérias para converter a energia química presente na matéria orgânica em energia elétrica. Dentre as diferentes geometrias de CCM destacam-se as CCMs de leito fluidizado. Neste dispositivo, o eletrodo é constituído de grafite particulado, aumentando assim sua superfície. Objetivando otimizar o potencial deste reator, a fluidodinâmica computacional (CFD) se torna uma útil ferramenta para estudar os parâmetros do projeto. Assim, o objetivo deste trabalho foi modelar e simular o arraste de sólidos proveniente da interação líquido-partícula em uma CCM. Para isto, foi construido um reator experimental que foi operado em vazão constante de 500 ml/min, analisando a vazão de saída de sólidos. Também foi elaborado um modelo numérico e sua respectiva simulação fluidodinâmica. Os resultados experimentais foram utilizados para validação do modelo que foi simulado no software FLUENT 14.5. Foi utilizado abordagem euleriana-euleriana de duas fases (líquida e sólida granular). Na fase granular foram aplicadas as equações constituintes da teoria cinética granular. O melhor refino de malha foi o de 30739 células, e o modelo apresentou uma boa acurácia quando comparado com os resultados experimentais com erro absoluto médio de 0,98 %.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2017-387

Referências bibliográficas

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Como citar:

MONTZEL, G. V. B.; BASTOS, R. B.; SANTANA, F. B.; OGRODOWSKI, C. S.; ROSA SILVA, E.; "ABORDAGEM NÚMERICA PRELIMINAR DO ARRASTE DE SÓLIDOS EM CÉLULAS COMBUSTÍVEIS MICROBIANAS DE LEITO FLUIDIZADO", p-2213-2218. In: Anais do XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.4]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2017.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2017-387