Análise de mínima fluidização de leito fluidizado em 3D via CFD para o material orgânico café/ Minimum fluidization analysis of 3D fluidized bed through CFD for coffee organic material

Authors

  • Ana Paula Silva Artur
  • Elaine Cristina Batista da Silva
  • Tuane Tayrine Mendes Cardozo
  • Welberth Santos Laizo
  • Aderjane Ferreira Lacerda
  • Reimar de Oliveira Lourenço

DOI:

https://doi.org/10.34117/bjdv6n1-349

Keywords:

Fluidização, CFD, Simulação, Fluidodinâmica Computacional.

Abstract

Os leitos fluidizados são amplamente utilizados em processos industriais. Contudo, seu aumento de escala ainda é muito caro. Uma rota alternativa para minimizar custos durante estudos de viabilidade e uso desse equipamento, nos mais diversos processos, é a simulação numérica, que vem ganhando cada vez mais espaço nessas análises, face a maior capacidade de processamento disponibilizada nos computadores atuais. O presente trabalho teve por objetivo simular e verificar alguns parâmetros característicos de projeto e operação deste equipamento usando como material particulado, o café. O leito 3D foi construído com dimensões de 1 m de altura por 0,2 m largura e espessura de 0,012 m. O pó de café foi usado como material particulado e ar como fluido de transporte. Foi possível verificar o desenvolvimento do fluxo através do leito, do estado do leito fixo ao fluxo turbulento e a velocidade mínima de fluidização. Os valores obtidos são próximos aos encontrados na literatura. Esses dados preditivos são de suma importância para o planejamento e design da construção real do leito, servindo de base para isso.

References

ARTUR, A. P. S. et al. SIITA - Estudo Fluidinâmico do Leito de Jorro 2D. Revista Higiene Alimentar, v. 32, n. 0101–9171, p. 111–116, 2018.

ANSYS Inc. Ansys-CFX Modeling Guide. Canonsburg, 2012. 640 p.

BLANCO, R. Análise De Uma Câmara De Combustão Em Escala Piloto Através De Fluidodinâmica ComputacionalTrabalho de Graduação em Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá. Universidade Estadual Paulista, , 2013.

BORGES, P. W. S. Readequação da prática de laboratório de Engenharia Química 1: Leito Fluidizado.Tabalho de Graduação. Faculdade de Engenharia Química. Universidade Federal de Uberlândia, , 2017.

CÁNOVAS, BARBOSA, G. V.; IBARZ, A.; PELEG, M. Propiedades reológicas de alimentos fluidos: revision. Alimentaria. v. 241, p. 39–89, 1993.

CREMASCO, M. A. Operações unitárias em sistemas particulados e fluidomecânicos. São Paulo: Blucher, v. 212, p. 423, 2012.

DUARTE, C. R.; MURATA, V. V.; BARROZO, M. A. S. Experimental and numerical study of spouted bed fluif dynamics. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 25, n. 1, p. 95–107, mar. 2008.

GIDASPOW, D.; BEZBURUAH, R.; DING, J. Hydrodynamics of Circulating Fluidized Beds. Fluidization VII, Proceesdings of the 7th Engineering Foundation Conference on Fluidization. Anais...1992.

GUEVARA-BARRETO, R. A.; CASTAÑO-CASTRILLÓN, J.; GUEVARA, R. Caracterización Granulométrica Del Café Colombiano Tostado Y Molido. Cenicafé, v. 56, n. 1, p. 5–18, 2005.

HAMZEHEI, M. CFD Modeling and Simulation of Hydrodynamics in a Fluidized Bed Dryer with Experimental Validation. Mechanical Engineering, v. 2011, n. 2011, p. 1–8, 2014.

IQBAL, N.; RAUH, C.; DELGADO, A. Numerical simulations of particle-laden jet/spout flows using Eulerian-Lagrangian approach. Procedia Engineering, v. 102, p. 867–876, 2015.

Lan, X., Yan, W., Xu, C., Gao, J., Luo, Z., 2014. “Hydrodynamics of gas–solid turbulent fluidized bed of polydisperse binary particles”. Powder Technology. V. 262, pp. 106 –123.

LOURENÇO, R. DE O. Identificação e monitoramento de regimes de escoamento em leito de jorro. Dissertação de Mestrado. Faculdade de Engenharia Química. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Universidade Federal de Uberlândia, 2006.

MARKS, I. M.; GELDER, M. G. FLUIDIZAÇÃO. British Journal of Psychiatry, v. 112, n. 483, p. 211–212, fev. 1966.

Martins, C. A., 2015. Simulação do Perfil Axial de Pressão na Coluna Riser de um leito fluidizado circulante. Dissertação de Mestrado. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, pp. 132.

MESQUITA, Carlos Magno de et al. Manual do café: distúrbios fisiológicos, pragas e doenças do cafeeiro (Coffea arábica L.). Belo Horizonte: EMATER-MG, 2016. 62 p. il.CDU.

Nitz, M., Gardani, R., 2008 “Fluidização Gás-Sólido – Fundamentos e Avanços”. Revista Brasileira de Engenharia Química, pp. 20-24, dez..

PALADINO, E. E. Estudo do Escoamento Multifásico em Medidores de Vazão do Tipo Pressão Diferencial. 2005. Tese de Doutorado. Departamento de Engenharia Mecânica. Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis – SC, pp. 263.

Santos, D. A., 2011. Contribuições ao Estudo da Fluidodinâmica em Leito de Jorro – Estudos Experimentais e de Simulação via CFD. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Uberlândia, pp. 106.

SILVA, J. DE S. E; AFONSO, A. D. L.; DONZELLES, S. M. L. Secagem e Secadores. In: Secagem e Armazenamento de Produtos Agrícolas. v. 6 p. 108–138 , 2008.

SYAMLAL, M. , O’BRIEN, T. J. Computer simulation of bubbles in large-particle fluidized beds. Powder Technology, v. 98, n. 1, p. 38–47, 1998.

Taghipour, F., Ellis, N., Wong, C., 2005. “Experimental and computational study of gas–solid fluidized bed hydrodynamics”. Powder Technology. V. 60, pp. 6857 –6867.

TAF, R.; JT, F. TESTES PRELIMINARES DE SECAGEM DA BORRA DE CAFÉ EM LEITO FLUIDIZADO. Blucher Chemical Engineering Proceedings. Anais...São Paulo: Editora Blucher, set. 2018.

WEN, C. Y.; YU, Y. H. Mechanics of fluidization. Chemical Engineering Progress, Symposium Series, v. 62, n. 1, p. 100–111, 1966.

Zhong, H., Lan, X., Gao, J., Xu, C., 2014. “Effect of particle frictional sliding during collisions on modeling the hydrodynamics of binary particle mixtures in bubbling fluidized beds”. Powder Technology. V. 254, pp. 36 –43.

Published

2020-01-30

How to Cite

Artur, A. P. S., Silva, E. C. B. da, Cardozo, T. T. M., Laizo, W. S., Lacerda, A. F., & Lourenço, R. de O. (2020). Análise de mínima fluidização de leito fluidizado em 3D via CFD para o material orgânico café/ Minimum fluidization analysis of 3D fluidized bed through CFD for coffee organic material. Brazilian Journal of Development, 6(1), 4851–4865. https://doi.org/10.34117/bjdv6n1-349

Issue

Section

Original Papers