Estudo da influência do modo de aeração de uma válvula loop-seal na operação de um leito fluidizado circulante

• Autor(a) principal: Oliveira, Fernanda de
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4757
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Válvulas; Fluidização; Escoamento multifásico; Gás - Escoamento; Valves; Fluidization; Multiphase flow; Gas flow; Engenharia/Tecnologia/Gestão

A caracterização da fluidodinâmica no interior de sistemas de leito fluidizado circulante (LFC), seja para a melhoria no rendimento dos processos atuais, ou para o desenvolvimento de novas aplicações, tem siso objeto de estudo de pesquisadores. Em especial, esforços têm sido dedicados ao estudo dos dispositivos de reciclagem dos sólidos utilizados nestes sistemas, devido à sua forte influência sobre a intensidade do trânsito das partículas e na distribuição do inventário do leito ao longo do circuito de fluidização. Assim, tendo em vista a necessidade de aprofundar o conhecimento operacional destes dispositivos, analisou-se no presente estudo o efeito promovido pelo modo de aeração de uma válvula loop-seal do tipo U sobre o comportamento de variáveis operacionais de uma unidade de LFC. Para isso, testes experimentais na temperatura ambiente foram realizados em um equipamento de LFC construído em escala de laboratório, utilizando aeração vertical nos modos mono e bicâmara na base da válvula de reciclagem dos sólidos. Fixando-se a velocidade de fluidização no riser e o tamanho médio das partículas do leito (areia quartzosa), verificou-se a influência dos modos de aeração acima escritos sobre o perfil de pressão estática, a distribuição do inventário de leito e a taxa de circulação dos sólidos transportados pelo circuito de fluidização em função do modo e da taxa de injeção de ar aplicada nas câmeras de alimentação e de reciclagem da válvula loop-seal. O tratamento dos dados incluiu uma análise de variância (ANOVA), a fim de verificar a significância dos efeitos ocasionados pelos modos de aeração utilizados na válvula loop-seal nas condições experimentais testadas. Sob operação nos diferentes modos de aeração analisados, os resultados indicaram taxas crescentes de circulação dos sólidos na faixa de 15 kg/m².s a 46 kg/m2.s, quando o número de fluidização na válvula loop-seal variou de 1,4 a 2,5. Observou-se que o modo de aeração não afetou o valor médio do GS ao nível de confiança de 95%. No entanto, foram identificadas diferenças significativas na queda de pressão nos componentes riser, standpipe/câmara de alimentação e câmara de reciclagem em relação ao modo de aeração usado. Nesse sentido, com o aumento da taxa de aeração, os dois primeiros componentes acima descritos experimentaram um aumento na queda de pressão, enquanto que, no terceiro, houve uma diminuição devido ao acréscimo na porosidade do leito no local. O ciclone não sofreu variação significativa na queda de pressão em qualquer modo e taxa de aeração, sugerindo a não dependência deste em relação à taxa de circulação de sólidos promovida no sistema de LFC.