Transferência de calor em reator cilíndrico elíptico de leito fixo: aspectos termofluidodinâmicos e geométricos.

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: OLIVEIRA, Laercio Gomes de.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PROCESSOS; UFCG
• Palavras-chave em Português: Transferência de Calor; Reator; Cilindro Elíptico; Numérico; Experimental; Volumes Finitos; Heat Transfer; Reactor; Elliptic Cylinder; Numeric; Finite Volumes; Engenharia
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/1722

Neste trabalho, foram desenvolvidos e apresentados vários modelos matemáticos tridimensionais analíticos e numéricos para estudar a transferência de calor no interior de um reator de leito fixo, usando condição na fronteira do sistema: de equilíbrio ou convectiva, condutividade térmica do reator constante ou variável e sistema com ou sem reação química. A modelagem matemática apresentada tem a flexibilidade de adaptar-se a leitos com forma geométrica variando desde um canal retangular até o cilindro elíptico, incluindo o cilindro circular. A metodologia numérica utilizada para resolver as equações diferenciais que representam o fenômeno físico baseia-se no método dos volumes finitos. Para discretizar a equação geral da conservação da energia foi utilizado o esquema WUDS (Weigthed Upstream Diference Scheme) como função de interpolação para os termos convectivos e difusivos e uma formulação totalmente implícita. O sistema de equações algébricas lineares resultantes da discretização da equação da energia em todos os pontos do domínio computacional é resolvido iterativamente pelo método Gauss-Seidel. Resultados da distribuição de temperatura no interior do reator em função das posições radial e angular, em várias posições ao longo do equipamento são mostradas e analisadas. Várias condições de processo foram estudadas, variando-se o coeficiente convectivo de transferência de calor, a razão de aspecto geométrica do reator, a concentração do reagente, a temperatura do fluido na entrada do sistema e a velocidade superficial do fluido. Como uma aplicação deste trabalho, os modelos matemáticos desenvolvidos foram utilizados para ajustar os dados experimentais de temperatura coletados numa célula de medidas térmicas (reator de leito fixo) de seção transversal cilíndrica circular, visando obter estimativas da condutividade térmica e coeficiente de transferência de calor do leito de partículas sob várias condições experimentais, usando-se a técnica do erro quadrático mínimo.