Segregação em leito de jorro cônico com mistura de areia e compósito de Polietileno/Alumínio

Autores

  • Victor Rocon Covre Departamento de Engenharias e Tecnologia (DET), Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Autor https://orcid.org/0009-0002-2281-9685
  • Renata Falqueto Louvem Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) Autor https://orcid.org/0009-0009-9292-7586
  • Jardel Leno Zancanella Melo Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) Autor
  • Daniel da Cunha Ribeiro Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) Autor https://orcid.org/0000-0003-3690-1938
  • Marcelo Silveira Bacelos Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) Autor https://orcid.org/0000-0002-0838-6839

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i1.43078

Palavras-chave:

Pirólise, mistura binária, Fluidodinâmica computacional, coeficiente de especularidade

Resumo

Leito de jorro cônico é uma importante alternativa de reator gás-solido para o processo de pirólise de compósito PEBD/Al, pois proporciona menor queda de pressão e maior turbulência em comparação ao leito fluidizado equivalente. Material inerte é adicionado para promover estabilidade do regime de escoamento e aumentar a taxa de transferência de calor, porém essa prática pode resultar em segregação indesejada. Assim, esta pesquisa aprofunda o conhecimento experimental e computacional acerca da fluidodinâmica ao prever o impacto do coeficiente de especularidade sobre a previsão da concentração de partículas ao longo da coluna cônica do leito de jorro. Análise CFD foi desenvolvida em Software FLUENT 13, aplicando o Modelo Multifásico Granular Euleriano (EGMM), modelo de arraste de Gidaspow e turbulência k-ε disperso. Experimentos apontam baixa segregação, reafirmando o leito de jorro cônico como alternativa para o processo. Inicialmente, o aumento na velocidade do ar tende a aumentar a segregação, contudo níveis ainda mais elevados provocam colisões entre partículas e parede, alterando a trajetória regular e, assim, reduzindo a segregação. Valores de coeficiente de especularidade menores geraram melhores resultados nas simulações CFD, indicando que o sistema apresenta baixo valor de fricção com a parede.

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Biografia do Autor

  • Victor Rocon Covre, Departamento de Engenharias e Tecnologia (DET), Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES).

    Departamento de Engenharias e Tecnologia (DET), Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Graduado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Espírito Santo - 2019. Desenvolveu estudos experimentais em leito de jorro e de secagem convectiva de pimenta-do-reino. Tem experiência em simulação CFD aplicada a leito de jorro com misturas de partículas.

  • Renata Falqueto Louvem, Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Graduada em Engenharia Química pela Universidade Federal do Espírito Santo (2021). Mestrado em andamento em Energia pela Universidade Federal do Espírito Santo – UFES. Atua na linha de pesquisa de eficiência energética, desenvolvendo pesquisa voltada ao aproveitamento de resíduos sólidos e à produção de combustíveis, usando o leito de jorro. Tem experiência em simulação de escoamento multifásico gás-sólido em leito de jorro. Participou da Projeta Jr. (Empresa Júnior de Engenharia Química), de Iniciação Científica e realizou trabalho voluntário em escola preparatória para o ENEM. Foi monitora no Programa Integrado de Bolsas para Graduação/ Projetos Especiais de Apoio ao Ensino.

  • Jardel Leno Zancanella Melo, Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Graduado em Engenharia Mecânica pela Faculdade de Aracruz - FAACZ em 2011. Mestre em Energia pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES em 2014. Linha de pesquisa eficiência energética, atuando principalmente nos seguintes temas: 1) análise energética de turbinas a vapor e motores elétricos (em equipamentos utilizados em usinas sucroalcooleiras), 2) pirólise de resíduos e 3) investigação sobre escoamento ar-sólido em leito de jorro (sistema de contato utilizado com reator de pirólise). Tem experiências na área de engenharia mecânica, principalmente em montagens industriais. Atuou como professor e pesquisador voluntário na Universidade Federal do Espírito Santo em 2015. Desenvolveu pesquisa no Programa de pós-graduação em Energia e ministrou as disciplinas de mecânica dos fluidos e transferência de calor no DET/UFES. (Texto informado pelo autor).

  • Daniel da Cunha Ribeiro , Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Professor Associado do curso de Engenharia de Petróleo da Universidade Federal do Espírito Santo, campus São Mateus. Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1998). A partir do Mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas passou a atuar na área de Mecânica dos Fluidos Computacional (CFD), com ênfase em Escoamentos Multifásicos na de Petróleo e Gás. Na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) doutorou-se em Engenharia Química na área de Mecânica dos Fluidos Computacional com ênfase em tanques agitados. Foi consultor técnico da ESSS por 9 anos. Atua principalmente nos seguintes temas: modelagem numérica e experimental de escoamento multifásicos, separação de fluidos e mecânica dos fluidos computacional. Membro do Comitê Gestor do ANP-PRH 53.1 da UFES. (Texto informado pelo autor).

  • Marcelo Silveira Bacelos, Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)

    Programa de Pós-Graduação em Energia, Centro Universitário Norte do Espírito Santo (CEUNES), Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Graduado em Engenharia Química pela Fundação Universidade Federal do Rio Grande - FURG- 1999. Mestre em Engenharia Química pela Universidade Federal de São Carlos-UFSCar em 2002. Doutor em Engenharia Química pela UFSCar em 2006. Professor da Universidade Federal do Espírito Santo - UFES desde 2008; Coordenador do Programa de Pós-graduação em Energia (PPGEN) 2013-2015. Membro Titular da Câmara de Assessoramento da FAPES(2010-2014). Pós-doutorado no Illinois Institute of Technology, Chicago, USA -2016. Membro permanente do PPGEN, Mestrado em ENERGIA, Linha de pesquisa eficiência energética. Tem experiências em Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química. Atua principalmente na análise de escoamento multifásico aplicado a reatores de leito de jorro e fluidizado. Bolsista Produtividade em Pesquisa - Pesquisador Capixaba- BPC 08/2023_atual (Texto informado pelo autor).

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Publicado

17.02.2024

Edição

v. 10 n. 1 (2024): Número Regular (Janeiro - Março)

Seção

ENERGIA

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Como Citar

Covre, V. R., Louvem, R. F., Melo, J. L. Z., Ribeiro , D. da C., & Bacelos, M. S. (2024). Segregação em leito de jorro cônico com mistura de areia e compósito de Polietileno/Alumínio . Brazilian Journal of Production Engineering, 10(1), 79-93. https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i1.43078

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