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dc.contributor.authorBarros, João Pedro Alves de Azevedo
dc.date.accessioned2022-04-20T13:15:06Z
dc.date.available2022-04-20T13:15:06Z
dc.date.issued2022-03-24
dc.identifier.citationBARROS, João Pedro Alves de Azevedo. Análise de diferentes configurações do leito de jorro com agitador mecânico e do equipamento convencional. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15881.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15881
dc.description.abstractThe mechanical spouted bed emerged as a modification of the conventional spouted bed to minimize problems in the movement of solids and the need for high air flows just for the existence of the spouting regimen. Therefore, this study aimed to analyze the modified spouted bed configurations incorporating three different types of the mechanical stirrer, and to observe the differences relative to the conventional equipment. Straight-blade, inclined-blade, and helical screw agitators were used with different types of inert particles (glass, alumina and polyethylene). For the analysis, variables such as the fluid dynamic behavior, velocity profile, air flow reduction, cycle time, drying and granulometry. The fluid dynamics of the mechanical spouted bed depends on the geometry of the stirrer and its speed of rotational. In the agitators with the form of straight or inclined-blades, the fluid dynamics was qualitatively similar to the conventional spouted bed, however, the differences between the conventional and the agitated bed become significant as the rotation speed of the agitator increases. For example, as a result of the increase in the rotation of the stirrer, there is a reduction in the fluid dynamic parameters, mainly in relation to the air flow required to agitate the bed. Similarly, the air velocity profile will also depend on the type of stirrer, the air flow used and the rotation speed, with higher values in the center of the bed, except for the screw-type stirrer. The effects of rotation speed and blade inclination on fluid dynamics were minimized from 240 rpm, depending on the mass of the particles inside the bed. The inclined-blade stirrer showed the best reduction in airflow and pressure drop, considering the effect of rotation speed and the different groups of particles, mainly in the tests with a greater height of the static bed. The increasing in the number of stirrer blades resulted in reduced air flow and better bed stability, but these results were only more evident at low rotational speeds. The proposed model for the straight-blade stirrer provided good predictions in terms of maximum pressure drop and air flow. In the drying process, it was evident that the time to reach equilibrium was different for each of the configurations, that is, the changes caused a change in the transient regime of the drying process. Rotation speed is also a parameter that can control the drying process, which also affects the characteristics of the final product, such as moisture and granulometric distribution. In general, the use of stirrers in the spouted bed provided significant improvements, reducing the air flow needed to stirrer the bed and pressure drop, in addition to providing greater stability to the bed. The XVII insertion of the stirrer in the bed can favor new applications and also expand the operating ranges of the conventional spouting, since in this equipment there are no problems of spout collapse and geometric limits.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)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.subjectFluidodinâmicapor
dc.subjectSecagempor
dc.subjectLeito de jorropor
dc.subjectAgitador mecânicopor
dc.subjectFluid dynamicseng
dc.subjectDryingeng
dc.subjectSpout bedeng
dc.subjectMechanical stirrereng
dc.titleAnálise de diferentes configurações do leito de jorro com agitador mecânico e do equipamento convencionalpor
dc.title.alternativeAnalysis of different configurations of the spouted bed with a mechanical stirrer and conventional equipmenteng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Freire, José Teixeira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2270677706718167por
dc.description.resumoO leito de jorro mecânico surgiu como uma modificação do leito de jorro convencional, no intuito de minimizar problemas na movimentação dos sólidos e na necessidade de altas vazões de ar apenas para a existência do regime de jorro. Portanto, o objetivo deste estudo foi analisar as configurações modificadas de um leito de jorro, incorporando três tipos diferentes de agitador mecânico e observar as diferenças relativas ao equipamento convencional. Agitadores de pás-retas, pás-inclinadas e parafuso helicoidal foram usados com diferentes tipos de partículas inertes (vidro, alumina e polietileno). Para a análise, foram utilizadas variáveis como o comportamento fluidodinâmico, perfil de velocidade, redução da vazão de ar, tempo de ciclo, secagem e granulometria. A fluidodinâmica do leito de jorro mecânico depende da geometria do agitador e da sua velocidade de rotação. Nos agitadores com a forma de pás retas ou inclinadas, a fluidodinâmica foi qualitativamente semelhante ao leito de jorro convencional, porém as diferenças entre o leito convencional e os agitados tornam-se significativas à medida que se aumenta a velocidade de rotação do agitador. Por exemplo, em consequência do aumento da rotação do agitador, ocorre a redução dos parâmetros fluidodinâmicos, principalmente em relação a vazão de ar necessária para agitar o leito. De forma análoga, o perfil de velocidade do ar também depende do tipo de agitador, da vazão de ar empregada e da velocidade de rotação, apresentando maiores valores no centro do leito, com exceção do agitador tipo parafuso. Os efeitos da velocidade de rotação e da inclinação das pás na fluidodinâmica foram minimizados a partir de 240 rpm, dependendo da massa das partículas no interior do leito. O agitador de pás-inclinada apresentou o melhor redução da vazão de ar e da queda de pressão, considerando o efeito da velocidade de rotação e os diferentes grupos de partículas, principalmente nos ensaios com maior altura do leito estático. O aumento do número de pás do agitador resultou na redução da vazão de ar e em melhor estabilidade do leito, mas esses resultados foram mais evidentes para baixas velocidade de rotação. O modelo proposto para o agitador de pás-retas forneceu boas previsões em termos da queda de pressão máxima e da vazão de ar. No processo de secagem foi observado que o tempo para atingir o equilíbrio foi diferente para cada uma das configurações, ou seja, as mudanças provocaram alteração no regime transiente do processo de secagem. A velocidade de rotação também é um parâmetro que pode controlar o processo de secagem, sendo que este também afeta as caraterísticas do produto final, como umidade e distribuição granulométrica. De modo geral, o uso dos agitadores no leito de jorro proporcionou melhorias significativas, reduzindo a vazão de ar necessária para agitar o leito e queda de pressão, além de proporcionar maior estabilidade ao leito. A inserção do agitador ao leito pode favorecer novas aplicações e também ampliar as faixas de operação do jorro convencional, uma vez que nesse equipamento não há problemas de colapso do jorro e limites geométricos.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICApor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICApor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 88887.335028/2019-00, CAPES, PROEX (Programa de Excelência Acadêmica).por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9478039068045142por


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