Simulação do recobrimento de partículas em leito de jorro usando modelos de balanço populacional

Silva, Danylo de Oliveira

Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15159

Document type:	Dissertação
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Simulação do recobrimento de partículas em leito de jorro usando modelos de balanço populacional
Author:	Silva, Danylo de Oliveira
First Advisor:	Murata, Valéria Viana
First coorientator:	Barrozo, Marcos Antonio de Souza
First member of the Committee:	Assis, Adilson José de
Second member of the Committee:	Lopes, Luís Cláudio Oliveira
Third member of the Committee:	Silveira, Ana Maria da
Summary:	Um modelo dinâmico simplificado baseado em balanços populacionais é utilizado para calcular a função densidade populacional do processo de recobrimento de partículas em leito de jorro cônico-cilíndrico com tubo draft e atomização no topo, considerando o termo de crescimento da camada de revestimento independente do tamanho da partícula. O modelo considera o leito composto por dois domínios de mistura perfeita de tamanhos constantes, onde ocorrem respectivamente o recobrimento e a secagem das partículas, com recirculação entre eles. O modelo é adimensionalizado de modo que a variável independente relativa ao peso do revestimento é igual ao tempo de residência adimensional no domínio de recobrimento. Deste modo, as funções de distribuição podem ser tratadas como Distribuições de Tempo de Residência definidas para cada domínio. O modelo é formado por equações diferenciais parciais hiperbólicas, sendo resolvido analiticamente por transformadas de Laplace e pelo Método dos Momentos. Os parâmetros do modelo que definem as dimensões das regiões de recobrimento e de secagem, o perfil de porosidade na região da fonte e a taxa de recirculação de partículas são estimados através de relações geométricas e de simulações usando fluidodinâmica computacional. As curvas de distribuição de freqüência experimentais relativas ao recobrimento de sementes de soja com uma mistura recobridora que contém inoculantes e micronutrientes, para diferentes condições operacionais e no tempo final de operação, foram comparadas com as simuladas pelo modelo, apresentando um bom ajuste. Os valores dos momentos, das médias e dos desvios padrão, calculados analiticamente, são apresentados para os vários casos simulados, permitindo avaliar a uniformidade do revestimento. A representação dos perfis simulados por distribuições normais não se mostrou adequada nas condições analisadas. Os efeitos da vazão da suspensão de mistura de recobrimento e do tamanho do domínio de recobrimento sobre as distribuições são analisados, permitindo identificar condições operacionais que possibilitem maior uniformidade do revestimento.
Abstract:	A dynamic simplified model based on population balances is used to calculate the population density function of a particles coating process in a spouted bed with a draft tube, considering an independent size growing. The model considers the bed composed by two constant size domains of perfect mixture, where occurs coating and drying of particles, with circulation among them. The model is made dimensionless, so that the independent variable related to the coating mass is equal to the dimensionless residence time in the coating domain. This way, the distribution functions can be treated as residence time distributions, defined for each domain. The model is formed by hyperbolic partial differential equations, being analytically solved by Laplace transform and Moments Method. The model parameters that define the coating and drying domains, the porosity profile at the fountain and the particles circulation rate are obtained through geometric relationships and CFD simulations. The experimental frequency distribution curves related to the soybean seeds coating with inoculant and micronutrients, for different operational conditions and at the final operation time were compared with the simulated ones by the model, showing a good agreement. The values of moments, averages and standard deviations, analytically calculated, are presented for the several simulated cases, allowing the evaluation of the coating uniformity. The representation by normal distributions was not appropriated at the simulated conditions. The effects of the coating suspension flow rate and of the coating domain size over the distributions are analyzed, allowing the identification of operational conditions which make possible larger coating uniformity.
Keywords:	Leito de jorro Recobrimento Balanço populacional Soja Modelo de mistura perfeita Revestimento Spouted bed Coating Population balance Soybean Perfect mixture model Processo de leito de jorro
Area (s) of CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language:	por
Country:	BR
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym:	UFU
Department:	Engenharias
Program:	Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote:	SILVA, Danylo de Oliveira. Simulação do recobrimento de partículas em leito de jorro usando modelos de balanço populacional. 2006. 133 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2006.
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15159
Date of defense:	30-Mar-2006
Appears in Collections:	DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
DOSilva2DISSPRT.pdf		1.64 MB	Adobe PDF	View/Open
DOSilva1DISSPRT.pdf		1.63 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record