Publicação: Comparação do desempenho do secador roto-fluidizado com o secador rotatório convencional: secagem de fertilizantes
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Coorientador
Assis, Adilson José de
Resumo
O objetivo desse trabalho foi analisar os fenômenos de transferência de massa e
energia entre o ar aquecido e o fertilizante super-fosfato simples granulado em secadores
rotatórios nas versões convencional com cascateamento e roto-fluidizado.
Um estudo da fluidodinâmica do escoamento das partículas no secador rotatório
convencional foi realizado com o objetivo de determinar as condições que correspondem à
faixa ótima de operação do secador, de acordo com o carregamento ideal recomendado pela
literatura. Com isso, foi possível realizar uma comparação confiável com o secador rotofluidizado
desenvolvido na Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de
Uberlândia-MG (LISBOA, 2005). Nessa comparação, foi verificado que o secador rotofluidizado
apresentou uma melhora significativa no desempenho geral em relação ao
convencional operando na faixa ótima.
A modelagem do processo foi efetuada a partir da aplicação das equações de
conservação de massa e energia para as fases fluida e particulada em elementos infinitesimais
de volume do secador. As equações para umidade de equilíbrio, taxa de secagem e
transferência de calor, foram obtidas de estudos específicos.
O trabalho experimental no secador rotatório, para as versões convencional e rotofluidizado,
foi realizado com o objetivo de determinar as variações de umidade e temperatura
do ar e do sólido ao longo do comprimento do secador. Estes resultados foram comparados
com os obtidos pela simulação numérica do modelo proposto nessa tese e demonstraram boa
concordância.
Um procedimento diferente, baseado numa técnica de otimização numérica
(Evolução Diferencial), foi usado como alternativa para se prever, com um número menor de
informações e obtenção de respostas rápidas (como ocorre na indústria), os valores de
determinados parâmetros de secagem para condições específicas. Nesse caso, foram
escolhidos parâmetros de cinética de secagem e de transferência de calor que, ou demandam
longos tempos de experimentos ou apresentam maiores dificuldades de serem medidos
experimentalmente. Os resultados obtidos por essa técnica foram testados para o secador
rotatório convencional com suspensores de três segmentos e se ajustaram bem aos dados
experimentais de corridas individuais.
Abstract
The objective of this work was to analyze the phenomena of mass and energy
transfer between heat air and the granulated simple super-phosphate in rotary dryers in the
versions: conventional with cascading and roto-fluidized.
A study of fluid dynamics of flowing of particles in conventional rotary dryers was
made with objective of determine the conditions that corresponding the optimal range of
operation of the dryer, in according to the ideal loading recommended by literature. With this,
was possible a correct comparison with roto-fluidized dryer developed on Chemical
Engineering Faculty of Federal University of Uberlândia-MG. In this comparison was verified
that the roto-fluidized dryer presented better performance that the conventional rotary dryer
operating in the optimal range.
The modeling of the process was carried out by application of the mass and energy
conservation equations to the fluid and particulate phases in infinitesimal element of volume
of dryer. The equations for equilibrium moisture, drying rate and heat transfer were chosen of
specific studies.
The experimental work in rotary dryer, for conventional and roto-fluidized devices,
was carried out with the aim to determine the variations of moisture and temperature of solid
and the air humidity and temperature throughout the dryer. The experimental data were
compared with the obtained by numerical simulation of the model proposed in these work and
showed good agreement.
Other way based in a technique of numerical optimization (Differential Evolution)
was used with a alternative to estimate, with a little information and to obtain fast calculus
(with occur in industry), the values of same parameters of drying for specific conditions. In
this case was showed parameters of drying and heat transfer that need long times or are
difficulty of measure experimentally. The results obtained with this technique showed good
agreement with experimental data for isolate cases.
Palavras-chave
Secagem, Fertilizantes
Citação
ARRUDA, Edu Barbosa. Comparação do desempenho do secador roto-fluidizado com o secador rotatório convencional: secagem de fertilizantes. 2008. 204 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.