Outubro 2015 vol. 2 num. 1 - XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados

Artigo Completo - Open Access.

Idioma principal

ESTUDO NUMÉRICO DE UM LEITO FLUIDIZADO BORBULHANTE UTILIZANDO UM CÓDIGO COMBINADO CFD-DEM

COLMAN, FLÁVIO CLARETH ; ALBA, MARCELO JOSÉ ; PARAÍSO, PAULO ROBERTO ; COSTA, ALEXANDRE MARCONI DE SOUZA DA ; JORGE, LUIZ MÁRIO DE MATOS ;

Artigo Completo:

Leitos fluidizados são usados em indústrias nas operações de separação, mistura, secagem e combustão. Este trabalho analisa o comportamento de um leito fluidizado com o código livre MFIX-DEM, desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Tecnologias Energéticas (NETL-USA). Nesse código, as fases sólida e gasosa são tratadas numa abordagem euleriana-lagrangeana. Para a fase gasosa, foram resolvidas as equações da continuidade e da conservação de quantidade de movimento. Para as partículas, ou a fase sólida, foi utilizado o Método dos Elementos Discretos (DEM), que descrevem os fenômenos de contato e colisão entre as partículas com o conceito de mola-amortecedor-atrito, por meio de uma abordagem numérica explícita. Uma malha bidimensional, com injeção de gás na região inferior do leito, foi utilizada. Grãos de soja foram o material granular analisado. A velocidade do gás foi variada para determinar a influência na perda de carga do leito e a curva da velocidade de mínima fluidização. Também foram analisados leitos preenchidos com diferentes alturas iniciais (0,08 m, 0,115 m e 0,150 m). Os resultados obtidos por diferentes correlações de arrasto foram comparados com curvas de fluidização experimentais.

Artigo Completo:

Download (PDF)

Palavras-chave: ,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/ENEMP2015-MS-408

Referências bibliográficas
  • [1] ANDERSON, T.B., JACKSON, R. A Fluid Mechanical Description of Fluidized Beds Equations of Motion, Industrial e Engineering Chemistry Fundamentals, Vol. 6 (4), p. 527-539, 1967.
  • [2] ASEGEHEGN, T. W., KRAUTZ, H. J. SCHREIBER, M. Numerical Study of a Gás Sólid Fluidized Beds Hydrodynamics: Influence of Immersed Horizontal Tubes and Data Analysis. International Journal of Chemical Reactor Engineering, Vol. 9 (1), p. 1-39, 2011.
  • [3] BEETSTRA, R, VAN DER HOEF, M. F., KUIPERS J. A. M. Numerical study of segregation using a new drag force correlation for polydisperse systems derived from lattice-Boltzmann simulations, Chemical Engineering Science, Vol. 62 (1), 246-255, 2007.
  • [4] BOAC, J.M., CASADA, M.E., MAGHIRANG, R.G., HARNER, J.P. Material and Interaction Properties of Selected Grains and Oilseeds for Modeling Discrete Particles. ASABE Annual International Meeting, Paper Number 09-7166, 2009.
  • [5] DUARTE, C.R., OLAZAR, M., MURATA, V.V., BARROZO, M.A.S. Numerical simulation and experimental study of fluid–particle flows in a spouted bed. Powder Technology, Vol. 188, p. 195-205, 2009.
  • [6] DING, J., GIDASPOW, D. A bubbling fluidization model using kinetic theory of granular flow, AIChE Journal, Vol. 36 (4), 523–538, 1990.
  • [7] GELDART, D. Expansion of Gas Fluidized Beds. Industrial e Engineering Chemistry Research, Vol. 43 (18), p. 5802-5809, 2004.
  • [8] GIDASPOW, D. Multiphase Flow and Fluidization: Continuum and Kinetic Theory Descriptions. Academic Press, Boston, 1994.
  • [9] GIDASPOW, D., BEZBURUAH, R., DING, J. Hydrodynamics of circulating fluidized beds, kinetic theory approach in fluidization, Proceedings of the 7th Engineering Foundation Conference on Fluidization, p. 75-82, 1992.
  • [10] HILL R. J., KOCH D. L., LADD J. C. The first effects of fluid inertia on flows in ordered and random arrays of spheres, Journal of Fluid Mechanics, 448, 213-241, 2001.
  • [11] HULME, I., CLAVELLE, E., VAN DER LEE, L., KANTZAS, A. CFD Modeling and Validation of Bubble Properties for a Bubbling Fluidized Bed. Industrial e Engineering Chemistry Research, Vol. 44 (12), p. 4254-4266, 2005.
  • [12] KUNII, D., LEVENSPIEL, O. Fluidization Engineering. John Wiley Andamp; Sons: New York, p. 491, 1991.
  • [13] LATHOUWERS, D., BELLAN, J. Modeling of dense gas-solid reactive mixtures applied to biomass pyrolysis in a fluidized bed,
  • [14] Proceedings of the 2000 U.S. DOE Hydrogen Program Review NREL/CP-570-28890, 141-203, 2000.
  • [15] LAW, C. L., MUJUMDAR, A. S. Fluid Bed Dryers. In Handbook of Industrial Drying. Taylor Andamp; Francis. Cap. 8, p 174-199, 2006.
  • [16] LOFSTRAND, H., ALMSTED, A. E.,ANDERSON, S. Dimensionless Expansion Model for Bubbling Fluidized Beds with and without Internal Heat Exchanger Tubes. Chemical Engineering Science, Vol. 50 (2), p. 245-253, 1995.
  • [17] SOPONRONNARIT, S., SWASDISEVI, T., WETCHACAMA, S., WUTIWIWATCHAI, W. Fluidised bed drying of soybeans. Journal of Stored Products Research, Vol. 37, p. 133-151, 2001.
  • [18] SYAMLAL, M., O''BRIEN, T.J. Computer simulation of bubbles in a fluidized bed. AIChE Symp. Ser., Vol. 85, p. 22–31, 1989.
  • [19] TSUJI, Y., KAWAGUCHI, T. AND TANAKA, T. Discrete particle simulation of two-dimensional fluidized bed. Powder Technology, Vol. 77, p. 79-87, 1993.
  • [20] TAGHIPOUR, F., ELLIS, N., WONG, C. Experimental and computational study of gas–solid fluidized bed hydrodynamics, Chem. Eng. Sci., Vol. 60, p. 6857-6867, 2005.
  • [21] WEN, C.Y., YU, Y.H. Mechanics of fluidization, Chem. Eng. Prog. Symp. Ser., Vol. 62, p. 100–111, 1966.
Como citar:

COLMAN, FLÁVIO CLARETH; ALBA, MARCELO JOSÉ; PARAÍSO, PAULO ROBERTO; COSTA, ALEXANDRE MARCONI DE SOUZA DA; JORGE, LUIZ MÁRIO DE MATOS; "ESTUDO NUMÉRICO DE UM LEITO FLUIDIZADO BORBULHANTE UTILIZANDO UM CÓDIGO COMBINADO CFD-DEM", p. 600-609 . In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. . São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2359-1757, DOI 10.5151/ENEMP2015-MS-408

últimos 30 dias | último ano | desde a publicação


downloads


visualizações


indexações