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dc.contributor.authorSilva Junior, Daniel
dc.date.accessioned2024-07-10T20:47:45Z
dc.date.available2024-07-10T20:47:45Z
dc.date.issued2024-01-22
dc.identifier.citationSILVA JUNIOR, Daniel. Desenvolvimento de técnica a laser para determinação da porosidade de um leito fluidizado sólido-líquido. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19868.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19868
dc.description.abstractObtaining reliable values for bed voidage is a crucial step in the design of fluidized beds. In this work, we studied different experimental methods for determination of a liquid-solid fluidized bed voidage. Four groups of particles with different properties were fluidized in water using laboratory-scale fluidization equipment. We obtained experimental values of bed voidage (𝜀) as a function of liquid superficial velocity (𝑈) using three different techniques. The first one uses a differential pressure sensor for obtaining the vertical pressure gradient (𝑑𝑃/𝑑𝑧) and relating it to the voidage using the force balance. The second one consists of visually obtaining the average bed height (𝐻) and relating it to the voidage using the definition of voidage and the bed volume. The third technique, developed in this work, consists in using a light-emitting diode (LED) and a LDR light sensor on the outside of the column, for determining the bed height with more precision and reproducibility. The luminosity profiles around the bed’s surface had a sigmoid shape, as expected. We could find the bed’s height with less than 5 mm difference between measurements. The voidage values obtained by the three techniques were remarkably similar, specially between the two techniques based on the bed’s height. We observed the biggest differences for smaller superficial velocities, showing that the methods have better agreement in less dense beds. The laser method was more precise than the visual method, with standard deviation being seven times smaller. The experimental curves agreed with Richardson-Zaki model. The values of parameters n and k showed that the two methods based on bed height are closer to the bed behavior reported in literature.eng
dc.description.sponsorshipFinanciadora de Estudos e Projetos (FINEP)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.subjectLeito Fluidizadopor
dc.subjectPorosidadepor
dc.subjectTécnicas de medidapor
dc.subjectFluidized bedeng
dc.subjectBed voidageeng
dc.subjectMeasurement techniqueseng
dc.titleDesenvolvimento de técnica a laser para determinação da porosidade de um leito fluidizado sólido-líquidopor
dc.title.alternativeDevelopment of laser-based technique for determination of bed voidage in a liquid-solid fluidized bedeng
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Lopes, Gabriela Cantarelli
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5680967191791061por
dc.description.resumoA determinação confiável da porosidade é uma etapa importante no projeto de leitos fluidizados. Neste trabalho, foram estudados diferentes métodos experimentais de determinação da porosidade de um leito fluidizado sólido-líquido. Foi realizada a fluidização em água de quatro grupos de partículas com diferentes propriedades, em um equipamento de fluidização em escala de bancada, para obter pontos de porosidade do leito (𝜀) em função da velocidade superficial do líquido (𝑈), utilizando três técnicas diferentes. A primeira técnica utiliza um sensor de pressão diferencial para obter o gradiente vertical de pressão (𝑑𝑃/𝑑𝑧) e então relacioná-lo à porosidade por meio do balanço de forças. A segunda técnica consiste em obter visualmente a altura média do leito de partículas (𝐻) e relacioná-la à porosidade por meio da definição de porosidade e do volume do leito. A terceira técnica, desenvolvida neste trabalho, consiste em utilizar um diodo emissor de laser e um sensor de luz acoplados à coluna, com o objetivo de determinar a altura do leito com maior precisão e repetibilidade. Os perfis de luminosidade ao redor da superfície do leito apresentaram o formato sigmoide, como esperado. Foi possível encontrar a superfície do leito com uma precisão de menos de 5 mm. Houve grande proximidade entre os valores obtidos de porosidade pelas três técnicas, principalmente entre as duas técnicas que utilizam a altura do leito. As maiores diferenças entre as três técnicas foram observadas para velocidades superficiais menores, indicando que os métodos concordam mais para leitos menos densos. O método a laser foi significativamente mais preciso que o método visual, fornecendo valores de desvio padrão até 7 vezes menores. As curvas experimentais concordaram com o modelo de Richardson-Zaki. Os valores dos parâmetros adimensionais 𝑛 e 𝑘 indicam que os dois métodos baseados na altura do leito concordam mais com os valores reportados na literatura.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQpor
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-5374-8667por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-4475-6075por


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