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ORCID:  http://orcid.org/0009-0006-0582-1272
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
Title: Simulação numérica de fornos tridimensionais e análise de desempenho de ciclones
Alternate title (s): Numerical simulation of three-dimensional furnaces and cyclone performance analysis
Author: Maciel, Guilherme Queirós de Araújo
First Advisor: Carvalho, Solidônio Rodrigues de
First member of the Committee: Borges, Valério Luiz
Second member of the Committee: Lima, Euclides Antônio Pereira de
Summary: Neste trabalho, estudou-se o comportamento de partículas no interior de um reator termoquímico com o intuito de desenvolver uma grelha que maximize o movimento e homogeneização do leito fluidizado, além de pesquisar o uso de ciclones para separação de partículas e aumento do tempo de residência dos gases no dispositivo. A avaliação destes ciclones se deu pela comparação do uso de um ciclone axial e de um radial semelhantes, além da disposição, individual ou em série, dos mesmos. O reator é utilizado para a termodegradação de biomassa e produção de um combustível, gás de síntese, que consiste em uma mistura multifásica de gás e partículas suspensas. Essas partículas precisam permanecer no interior do sistema até que toda a matéria que possa sofrer gaseificação seja degradada, enquanto as remanescentes são filtradas por ciclones no interior do reator. De forma a entender este comportamento, foram realizadas simulações no software ANSYS® Fluent, onde foi considerado um modelo multifásico DPM (Discrete Phase Model) e um modelo de fechamento de turbulência k-ômega SST. Os resultados obtidos permitiram a confirmação de que o uso de ciclones em série promoveu a separação completa das partículas simuladas no interior do reator, assim como o modelo de grelha desenvolvido permite a ausência de pontos de acúmulo de particulado no dispositivo.
Abstract: In this work, the behavior of particles inside a themochemical reactor was studied with the aim of developing a grid able to maximize movement and homogenization of a fluidezed bed, in addition to researching the usage of cyclones to separate particles and increase gas residence time on the device. The evaluation of these cyclones was made by comparing the use of a similar axial and radial cyclone, the disposition, in series or parallel was also discussed. The reactor is used for thermodegradation of biomass and production of a fuel, synthesis gas, which consists in a multiphase misture of gas and suspended particles. Those particles have to stay inside the reactor until all matter that could undergo gasification is degrated, while the remaining particles are filtered by cyclones inside the reactor. In order to understand this behavior, simulations were carried out in the ANSYS® Fluent software, where a multiphase DPM model (Discrete Phase Model) and a k-ômega SST turbulence closure model were considered. The results obtained allowed confirmation that the cyclones in series promotes full separation of particles inside the reactor, as well as the developed grid model allows the absence of accumulation points in the device.
Keywords: Simulação
Simulation
Partículas
Particles
Discrete Phase Model (DPM)
Discrete Phase Model (DPM)
Ciclone Axial
Axial Cyclone
Ciclone Radial
Radial Cyclone
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: MACIEL, Guilherme Queirós de Araújo. Análise do comportamento de partículas em um reator com leito fluidizado e ciclones em série. 2024. 38 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/42129
Date of defense: 23-Jul-2024
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecânica

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