00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA QUÍMICA - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Avaliação numérica da influência das propriedades físicas granulares e fluídas no transporte pneumático em trechos horizontais e verticais
Autor(es): Coêlho, Walber José Messias
Primeiro Orientador: Brandão, Rodolfo Junqueira
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Gomes, Thaís Logetto Caetité
metadata.dc.contributor.referee1: Pimentel, Wagner Roberto de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee2: Teles, Vânia de Lourdes das Graças
Resumo: O transporte pneumático é um método que envolve o deslocamento de materiais particulados a granel através de tubulações na posição horizontal ou vertical, a partir de uma corrente de gás gerada por um ventilador, soprador ou compressor pela diferença de pressão. Nas indústrias químicas e de energia, por exemplo, esse procedimento tem sido extensivamente empregado para transportar biomassa, viabilizando a transferência de material particulado de forma pneumática para silos de armazenamento, reatores, gaseificadores ou caldeiras. Na maioria dos casos, o fluido empregado normalmente é o ar atmosférico, em função do custo, da facilidade de manipulação e da não toxicidade. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar o transporte pneumático, com ênfase na linha de transporte, por meio da análise de sensibilidade dos parâmetros físicos do sistema gás-fluido e investigando os parâmetros operacionais que garantem o transporte eficiente dos materiais. Para isto, simulações computacionais foram executadas e avaliadas, a partir do comportamento fluidodinâmico do sistema gás-sólido de acordo as classificações do modo de transporte e regime de escoamento, considerando as características do material particulado como massa específica e granulometria. As simulações do leito pneumático foram realizadas utilizando o método de CFD (do inglês, Computational Fluid Dynamics) com o emprego do software livre e, de código aberto, OpenFoam, a partir da aplicação da abordagem Euleriana. A análise quantitativa e qualitativa mostrou a relevância significativa da velocidade do ar, da concentração da fase granular, condições operacionais e propriedades dos materiais no desempenho do sistema, a partir dos dados oriundos das simulações. O estudo contribuiu para o avanço do conhecimento sobre o transporte pneumático, fornecendo maior compreensão da influência das propriedades físicas granulares e fluidas no transporte pneumático em trechos horizontais e verticais, mediante as variações dos parâmetros gás-fluido, para a otimização de processos industriais que envolvem biomassas.
Abstract: Pneumatic transportation is a method involving the displacement of bulk particulate materials through pipelines in either horizontal or vertical orientation, propelled by a gas stream generated by a fan, blower, or compressor due to pressure difference. In industries such as chemicals and energy, for instance, this procedure has been extensively utilized to convey biomass, enabling the pneumatic transfer of particulate material to storage silos, reactors, gasifiers, or boilers. In most cases, atmospheric air is commonly used as the fluid due to its cost-effectiveness, ease of handling, and non-toxicity. Accordingly, this study aimed to investigate pneumatic transportation, focusing on the transport line, through sensitivity analysis of the physical parameters of the gas-fluid system and exploring operational parameters ensuring efficient material conveyance. Computational simulations were conducted and evaluated based on the fluid-dynamic behavior of the gas-solid system, considering transportation mode classifications and flow regime, alongside the characteristics of particulate material such as specific mass and particle size distribution. Pneumatic bed simulations were performed using Computational Fluid Dynamics (CFD) with the OpenFoam open-source software, employing the Eulerian approach. Quantitative and qualitative analysis demonstrated the significant relevance of air velocity, granular phase concentration, operational conditions, and material properties in system performance, derived from simulation data. The study contributed to advancing understanding of neumatic transportation, providing insights into the influence of granular and fluid physical properties on pneumatic transport in both horizontal and vertical sections, considering variations in gas-fluid arameters for optimizing industrial processes involving biomass.
Palavras-chave: Transporte pneumático
Leito pneumático
Fluidodinâmica computacional
OpenFoam (Software livre)
Pneumatic Transportation
Pneumatic Bed
CFD
OpenFoam
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Química- Bacharelado
Citação: COÊLHO, Walber José Messias. Avaliação numérica da influência das propriedades físicas granulares e fluídas no transporte pneumático em trechos horizontais e verticais. 2024. 56 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14497
Data do documento: 22-mar-2024
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