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dc.contributor.authorGenaro, Luana Boger
dc.date.accessioned2021-03-27T14:10:09Z
dc.date.available2021-03-27T14:10:09Z
dc.date.issued2021-02-26
dc.identifier.citationGENARO, Luana Boger. Leito fixo com reversão do ar de secagem: estudo experimental e numérico da secagem de Alumina. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2021. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14038.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14038
dc.description.abstractDrying is a high-energy consumption process with applications in several industrial areas. The necessity of efficient processes increases the development of control, monitoring and optimization systems. As an engineering approach, these technologies can be possible using mathematical models to predict the behavior of the system. The aim of this research was to evaluate the two-phase mathematical model proposed by Massarani and Silva Telles (1992) for the prediction of the drying of alumina in a thick layer fixed bed, in the drying with and without the airflow reversal. Were used as porous medium spheres of alumina, initially saturated with water, with an average particle diameter of 3.2 ± 0.2 mm and 7.1 ± 0.7 mm. Transient temperature and moisture content were obtained for different axial positions of the bed during the drying. The experiments were performed using air temperatures of 40, 50 and 60 °C and air velocity of 2.7 m/s. The effects of the reversal parameters were investigated using an initial time of reversion application of 10 min with intervals ranges of 10, 30 and 50 min. The results showed a reduction in the heterogeneity of the bed and an increase in the specific energy consumption for the process with airflow reversal. It was found that the application of the airflow reversal reduced the bed temperature and moisture gradients, when compared with the conventional drying using an upward airflow. The study of the thin layer mathematical models showed that the drying rate proposed by the Lewis's model was sufficient to represent the phenomena and was used in the mathematical modeling of the thick layer fixed bed drying. The parameters of the diffusive model with convective boundary condition, indicated that the effects of internal and external resistance of mass transfer were important for the operational conditions used. The results obtained from the simulation of the drying of alumina using the two-phase model of Massarani and Silva Telles (1992), showed a good qualitative representation of the thermal and moisture behavior. Relative average absolute errors obtained between the experimental and the simulated temperatures were of 2.38 to 11.87 % and from 1.70 to 6.59 % for the drying with and without air flow reversal, respectively. For the moisture content at different axial positions, the errors were obtained from 7.66 to 33.18 % and 11.33 to 28.94 % for the drying with and without airflow reversal, respectively. The two-phase model of Albini (2019) adapted from Massarani and Silva Telles (1192) was used to predict the temperatures and moisture content for barley grains drying with airflow reversal in a thick layer fixed bed. For this grain, were obtained relative average absolute errors ranging from 1.7 to 7.0 %.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectSecagempor
dc.subjectLeito Fixopor
dc.subjectReversãopor
dc.subjectModelo matemáticopor
dc.subjectAluminapor
dc.subjectDryingeng
dc.subjectFixed Bedeng
dc.subjectAirflow reversaleng
dc.subjectMathematical modeleng
dc.subjectAluminaeng
dc.titleLeito fixo com reversão do ar de secagem: estudo experimental e numérico da secagem de Aluminapor
dc.title.alternativeFixed bed drying with airflow reversal: experimental and numerical study of Alumina dryingeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Freire, Fábio Bentes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8937961078558996por
dc.contributor.advisor-co1Freire, José Teixeira
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2270677706718167por
dc.description.resumoA secagem é um processo industrial que se destaca pela aplicação em diversos segmentos e pelo elevado custo de operação. A demanda por processos eficientes impulsiona o desenvolvimento de sistemas de controle, monitoramento e otimização. Do ponto de vista de engenharia, estas tecnologias são viabilizadas através de modelos matemáticos que possam predizer o comportamento do sistema. Este trabalho tem por objetivo avaliar o modelo matemático de duas fases proposto por Massarani e Silva Telles (1992) para a predição da secagem de alumina em leito fixo e camada espessa, no processo com e sem reversão do sentido de escoamento do ar. Para a composição do meio poroso, foram utilizadas esferas de alumina com diâmetro médio de partícula de 3,2 ± 0,2 mm e 7,1 ± 0,7 mm, inicialmente saturadas com água. Foram obtidas as temperaturas e umidades transientes para diferentes posições axiais na secagem com e sem reversão do sentido do escoamento do ar, nas temperaturas de 40, 50 e 60 °C e velocidade do ar 2,7 m/s. Os efeitos dos parâmetros de reversão foram avaliados utilizando o tempo inicial de aplicação da reversão de 10 min com intervalo de duração de 10, 30 e 50 min, indicando a redução da heterogeneidade do leito e o aumento do consumo energético do processo. Além disso, verificou-se que a aplicação da reversão diminuiu os gradientes de umidade e de temperatura do leito, quando comparados à secagem convencional com escoamento ascendente de ar. A avaliação de modelos matemáticos de cinética de secagem em camada fina, mostrou que a taxa de secagem proposta pelo modelo de Lewis (1921) é suficiente para a representação do processo, podendo ser empregada na modelagem da secagem em camada espessa. Os parâmetros de ajuste do modelo difusivo com condição de contorno convectiva, indicaram que os efeitos de resistência à transferência de massa por difusão intra-partícula e da camada limite na superfície são importantes para as condições operacionais avaliadas. Os resultados obtidos para a simulação da secagem da alumina utilizando o modelo de duas fases proposto por Massarani e Silva Telles (1992), mostraram boa representação qualitativa do comportamento térmico e da umidade do leito na secagem em camada espessa. Foram obtidos erros relativos absolutos médios percentuais entre as temperaturas experimentais e as simuladas de 1,70 a 6,59 % e de 2,38 a 11,87 % para o processo sem e com reversão, respectivamente. Para a umidade em diferentes posições axiais, foram obtidos erros de 11,33 a 28,94 % e de 7,66 a 33,18 % na secagem sem e com reversão, respectivamente. O modelo de Albini (2019) adaptado de Massarani e Silva Telles (1992) foi utilizado para a simulação da secagem de grãos de cevada com reversão do sentido de escoamento do ar, apresentado erros de 1,7 a 7,0 %.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 132753/2019-7por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3049425547851128por


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