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Tipo: Dissertação
Título: Estudo experimental da fluidização gasosa de leito de partículas de sílica e casca de castanha de caju
Título em inglês: Experimental study of the gaseous fluidization of a bed of silica particles and cashew nut shell
Autor(es): Saintrain, Patrick Vieira
Orientador: Barcellos, William Magalhães
Palavras-chave: Leito fluidizado;Fluidização gasosa;Casca da castanha de caju
Data do documento: 2012
Citação: SAINTRAIN, Patrick Vieira. Estudo experimental da fluidização gasosa de leito de partículas de sílica e casca de castanha de caju. 2012. 157 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós- Graduação em Engenharia Mecânica, Fortaleza, 2012.
Resumo: O aproveitamento da biomassa sólida (casca) decorrente do agroprocesso da castanha de caju ainda é algo por se resolver pela não disponibilidade de tecnologias apropriadas à geração de calor ou energia de forma ambientalmente sustentável. A prática da queima direta em caldeiras e fornos industriais tem resultado em emissões de poluentes, dentre eles: o material particulado, monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, e outros. Por essa razão, um estudo experimental de fluidização gasosa de misturas binárias, constituídas de partículas de biomassa (casca da castanha) triturada e de um material poroso inerte (sílica), foi realizado para interpretar adequadamente os fenômenos fluidodinâmicos presentes no leito. O objetivo foi identificar os fatores de influência e parâmetros de projeto para desenvolvimento de queimadores de leito fluidizado de alta eficiência e baixa emissão. O aparato experimental empregado neste estudo consiste de uma bancada de pesquisa constituída de 3 tubos de acrílico de diferentes diâmetros, preenchidos com areia e partículas de casca de castanha, em razões de concentração médias de 2.9 e 3.9, respectivamente, com granulometrias especificadas segundo a classificação de Geldart. O comportamento fluidodinâmico do leito foi analisado, caracterizando os fenômenos presentes no processo através da medição de pressão em pontos uniformemente distribuídos ao longo de todo o leito. A influência dos principais parâmetros de operação: razão de equivalência, velocidade mínima de fluidização, velocidade de leito borbulhante e velocidade de difusão da biomassa, foram o objeto de estudo. Os resultados experimentais apontaram algumas relações de projeto entre o comprimento e área do leito na proporção aproximada de 65:1; e entre a velocidade mínima de difusão de biomassa e a velocidade de escoamento do ar nesta condição na proporção de 1:134, aproximadamente.
Abstract: The use of solid biomass (shell) arising from the agriprocessing of cashew nut is still something to be solved due to the non-availability of appropriate technologies for heat or energy generation in environmentally sustainable manner. The practice of the direct burning on boilers and industrial furnaces has resulted in pollutant emissions, among them: particulate matter, carbon monoxide, nitrogen oxides, and others. Therefore, an experimental study of gaseous fluidization of binary mixtures, constituted of pellets of crushed biomass (cashew nut) and an inert porous material (silicon), was carried out to adequately interpret fluidynamic phenomena present in the bed. The goal was to identify the influence factors and design parameters for the development of high-efficiency low-emission fluidized bed burners. The experimental apparatus employed in this study consists of a research setup constituted of 3 acrylic tubes with different diameters, filled with sand and cashew nut particles, in averaged concentration ratios of 2.9 and 3.9, respectively, with granulometries specified according to the Geldart’s standard. The fluidynamic performance of the bed was analyzed, featuring the fenomena present in the process through pressure measurement at points uniformly distributed along the entire bed. The influence of the main operation parameters: equivalence ratio; minimum fluidization velocity; bubbling bed velocity and biomass diffusion velocity; were the study object. The experimental results have pointed out some design relations between the length and the cross section of bed at the approximate ratio of 65:1; and between the minimum biomass diffusion velocity and the air flow rate in this condition at the ratio of 1: 134, approximately.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/60892
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