| dc.contributor.author | Braga, Marina Garcia Resende | |
| dc.date.accessioned | 2018-05-14T12:51:20Z | |
| dc.date.available | 2018-05-14T12:51:20Z | |
| dc.date.issued | 2017-06-28 | |
| dc.identifier.citation | BRAGA, Marina Garcia Resende. Modelagem e simulação de aspectos hidrodinâmicos e cinéticos do processo de gaseificação de biomassa utilizando CFD. 2017. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2017. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9983. | * |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/9983 | |
| dc.description.abstract | One of the major problems faced by humanity nowadays is the issue of preserving the environment. In recent years, progress has been accelerated, having a direct influence on the environmental impacts caused by several kinds of activities. In order to settle the situation, considering an industrial context, one of the alternatives is the use and generation of biofuels. One of the most ancient ways of energy generation is gasification, regarding biofuels, this process is a good alternative to contribute to environmental preservation. This work presents important points on the studying of biomass gasification process, evaluating hydrodynamic and kinetic aspects of the process through the use of numerical CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation along with experimental data from literature. Firstly, the fluid dynamics was analyzed, not considering the occurrence of reactions. In this step of the project, the influence of high and low mass solid influxes in variables such as solid volumetric fractions (radial and axial) and particle velocities were verified. In addition, a study on how the restitution coefficient can have an effect on those variables were carried out. It was verified and influence of the coefficient on the solids volume fraction profiles in regions near to the risers walls. Moreover, a study of different drag models was also carried out, in order to obtain the best possible solids volume fraction profile. It was concluded that conventional drag models, such as Gidaspow et al. (1992), for example, are better in predicting the behavior of this variable in more dilute regions, while most models that consider a more heterogeneity in flows, such as those which use the Energy Minimization Multi-Scale (EMMS) approach, are better at predicting the same behavior in dense regions. Regarding the process kinetics, the influence of Gidaspow and EMMS models on the final process products conversion was also analyzed, as well as the solids volume fraction along riser height. The results showed that different drag models do not alter significantly this variable profile in this case. | eng |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
| dc.rights.uri | Acesso restrito | por |
| dc.subject | Gaseificação de biomassa | por |
| dc.subject | Fluidodinâmica | por |
| dc.subject | Cinética | por |
| dc.subject | Arraste | por |
| dc.subject | Fração volumétrica de sólidos | por |
| dc.subject | Biomass gasification | eng |
| dc.subject | Fluid dynamics | eng |
| dc.subject | Kinetics | eng |
| dc.subject | Drag | eng |
| dc.subject | Solids volume fraction | eng |
| dc.title | Modelagem e simulação de aspectos hidrodinâmicos e cinéticos do processo de gaseificação de biomassa utilizando CFD | por |
| dc.title.alternative | Modeling and simulation of hydrodynamic and kinetic aspects of the biomass gasification process using CFD | eng |
| dc.type | Tese | por |
| dc.contributor.advisor1 | Béttega, Rodrigo | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1379682125857376 | por |
| dc.description.resumo | Atualmente, um dos grandes problemas enfrentados pela humanidade é a questão da preservação do meio ambiente. Nos últimos anos, o progresso ocorreu de forma acelerada, tendo uma influência direta nos impactos ambientais provocados pelos mais diversos tipos de atividades. Buscando amenizar a situação, considerando um contexto industrial, uma das alternativas é a utilização e geração de biocombustíveis. Uma das formas mais antigas de geração de energia é a gaseificação e, tratando-se de biocombustíveis, esse processo é uma boa alternativa para contribuir com a preservação do meio ambiente. Este trabalho apresenta pontos importantes a respeito do estudo do processo de gaseificação de biomassa, avaliando aspectos hidrodinâmicos e cinéticos do processo, através da utilização da simulação numérica CFD (Computational Fluid Dynamics) em conjunto com dados experimentais obtidos da literatura. Primeiramente, analisou-se a fluidodinâmica, não considerando a ocorrência de reações. Nesta etapa do trabalho, verificou-se a influência de altos e baixos fluxos mássicos de entrada de sólidos em variáveis como a fração volumétrica de sólidos (axial e radial) e velocidade da fase particulada. Além disso, também foi realizado um estudo de como o coeficiente de restituição pode intervir nas referidas variáveis. Foi constatada uma influência do coeficiente no perfil da fração volumétrica de sólidos nas regiões mais próximas à parede dos risers. Ademais, também foi realizado um estudo de diferentes modelos de arraste, de modo a obter o melhor perfil possível para a fração volumétrica de sólidos. Concluiu-se que modelos de arraste convencionais, como Gidaspow et al. (1992) por exemplo, são melhores em prever o comportamento desta variável em regiões mais diluídas, enquanto modelos que consideram uma maior heterogeneidade no escoamento, como os que utilizam abordagem EMMS (Energy Minimization Multi-Scale), são melhores em prever o mesmo comportamento em regiões mais densas. No que se refere à cinética do processo, foi analisado como o modelo de Gidaspow e o EMMS influenciam na conversão final dos produtos do processo, bem como na fração volumétrica de sólidos ao longo da altura do gaseificador. Os resultados mostraram que diferentes modelos de arraste não alteram de forma significativa esta variável neste caso. | por |
| dc.publisher.initials | UFSCar | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
| dc.description.sponsorshipId | CNPq: 140954/2013-9 | por |
| dc.ufscar.embargo | 18 meses após a data da defesa | por |
| dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/1444706348672264 | por |
