Previsão da permeabilidade de meios porosos formados com partículas reentrantes: validação do modelo de Kozeny – Carman.

• Autor(a) principal: Medeiros, Lívia Zamagna
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/21174
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA; Permeametria; Partículas reentrantes; Meios porosos

O projeto de equipamentos de processo envolvendo escoamento de fluidos em meios porosos requer o conhecimento prévio da permeabilidade do meio (k). Esta pode ser determinada experimentalmente através da técnica denominada permeametria ou estimada através de modelos ou correlações empíricas. Na permeametria, um meio poroso horizontal de comprimento dado (L) é submetido ao escoamento de um fluido de densidade e viscosidade conhecidas (tipicamente ar). Para diversas vazões medidas do referido fluido, calcula-se sua velocidade superficial (q) e medem-se as correspondentes quedas de pressão (p). A teoria do escoamento em meios porosos prevê que plotando-se em diagrama cartesiano os valores de (p / q L) versus q, resulta uma reta. A permeabilidade do meio poroso é obtida então do coeficiente linear da referida reta. Neste trabalho foram realizados testes de permeametria com quatro meios porosos, cada um formado com partículas reentrantes supostamente idênticas, do tipo anéis cilíndricos. Mais especificamente, os materiais utilizados nos ensaios foram diversos tipos de macarrões disponíveis comercialmente. Com os valores de k dos referidos meios porosos, avaliou-se a chamada constante estrutural () do modelo de Kozeny – Carman para a previsão da permeabilidade de tais meios. Além de β, tal modelo também depende do tamanho das partículas (dp), da esfericidade das partículas () bem como da porosidade do meio poroso (). Para as partículas reentrantes testadas neste trabalho, os valores de β situaram-se na faixa 9,581 - 16,976, bem distinta da faixa 3,5 – 5,5 válida para meios porosos em geral. Finalmente, foram obtidas diversas correlações entre β, ϕ e ε, todas com coeficientes de determinação maiores que 0,97, possibilitando assim a determinação realista de valores de β para meios porosos formados com as referidas partículas.