Estudo experimental e de simulação CFD da fluidodinâmica de um leito de jorro de médio porte com defletor de fonte

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Reis, Lucas Caiafa Cardoso
• Orientador(a): Bicalho, Isabele Cristina
• Banca de defesa: Nascimento, Suellen Mendonça, Santana, Ricardo Corrêa de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos
• Departamento: Escola de Ciências Agrárias – ESAL
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Leite de jorro; Escoamento sólido-gás; Fluidodinâmica computacional; Solid-gas flow; Computational fluid dynamics; Spout bed
• Área do conhecimento CNPq: Ciência e Tecnologia de Alimentos
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/59570

O leito de jorro é um equipamento que pode ser aplicado em diversas operações e áreas de estudo. Isso é possível devido ao seu comportamento fluidodinâmico característico, que garante um alto grau de contato entre as fases sólido-gás, altas taxas de mistura e transferência de calor e massa. Apesar de todas essas vantagens, o equipamento apresenta certos entraves para a sua utilização em escala industrial. Assim, propostas de inserção de acessórios internos e variações na configuração do leito de jorro têm sido estudadas. O confinador de fonte é um acessório que auxilia na estabilização do escoamento e vem sendo aplicado recentemente com sucesso. Diante do exposto, no presente trabalho pretende-se investigar experimentalmente e por meio de simulações numéricas a influência da inserção de um dispositivo, denominado defletor de fonte, sobre as características do escoamento ar-partícula no interior de um leito de jorro de médio porte. Uma geometria para o defletor de fonte foi proposta e adaptada ao leito utilizado. O material particulado selecionado para os experimentos foi sementes de mamão secas, que teve sua caracterização física realizada quanto às seguintes propriedades: diâmetro médio, esfericidade e densidade aparente. O meio poroso foi caracterizado quanto a sua densidade bulk, porosidade bulk, umidade e ângulo de repouso. Pode-se destacar como principal característica das sementes de mamão sua baixa densidade aparente (610 kg/m 3 ) e formação de um leito de partículas com alta porosidade (73%). As curvas fluidodinâmicas características experimentais foram obtidas para o equipamento sem defletor e com o defletor posicionado na altura de 15 cm em relação à base cônica do leito. Percebeu-se que a presença do defletor praticamente não interferiu na velocidade de jorro mínimo obtida e nem na queda de pressão máxima experimental. Os experimentos também indicaram que o defletor possibilita a utilização da operação de jorro para materiais leves que normalmente tem sua elutriação favorecida no leito. Os resultados numéricos permitiram visualizar as mudanças na distribuição das partículas no leito de jorro quando inserido o defletor. Desta forma, este estudo possibilitou o projeto de um novo dispositivo interno e a avaliação da sua influência na fluidodinâmica do escoamento em leito de jorro.