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Texto Técnico | Fundição | Português | 19/11/2008
Autores: Alexandre José da Silva, Anderson Willian de Souza Baltazar, José Adilson de Castro
Palavras-chave: Escoamento multifásico, transiente, 3D, simulação
Resumo: Reatores de leito fluidizado atingiram o ápice de aplicação a partir dos anos 80 e 90. Desde então, esses equipamentos têm se tornado importantes na geração termelétrica, pois abrem as opções dos combustíveis utilizados, os quais podem apresentar qualidade inferior àqueles usados em processos industriais com alto grau de conversão. Essa técnica não está muito difundida no Brasil, onde as opções para o uso de tecnologias de geração elétrica estão em aberto. A geração térmica é uma opção que pode usar leito fluidizado para a combustão de materiais como carvão e biomassas. Os modelos matemáticos, por sua vez, têm se mostrado eficientes para investigar condições operacionais de processos industriais virtualmente. O modelo desenvolvido utiliza o conceito de multifases, multicomponente simulando o escoamento transiente em 3D. As equações de transporte de massa, momento e energia são resolvidas pelo método de volumes finitos. As fases são modeladas usando os princípios da mecânica do contínuo, onde uma coleção de partículas idênticas é considerada. Os resultados obtidos através da simulação de reator de leito fluidizado borbulhante se mostram de acordo com dados experimentais.
Abstract: Fluidized bed reactors reached became popular in the 80-90s. Since then, this equipment has become important for thermo electrical generation, because it permits fuel options for a high degree of conversion but with lower costs than those used in industrial processes. This technique does not play am important role in Brazil yet, where the use of optional electric generation technologies are now being considered. Thermal generation is one option in which that fluidized bed reactors can be used to burn materials like coal and biomasses. The mathematical models have been efficient in investigating the virtual conditions of the processes. In this work, a mathematical model aiming to simulate the fluidized bed reactor is proposed. The model uses the concept of a multiphase-multicomponent system to simulate the transient inner flowing conditions in 3D. The transport equations of mass, momentum and energy are solved by the finite volumes method. The phases are modeled using continuum mechanics principles, where a collection of identical particles is considered. The simulation results of the fluidized bed reactor showed good agreement with the experimental data.
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