Análise do efeito das propriedades físicas de particulados na fluidodinâmica do leito de jorro cônico

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dc.contributor.advisor-co1Carvalho, Romero Florentino de
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8949967345647610
dc.contributor.advisor1Sousa, Robson Costa de
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2353-9098
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7320586055142013
dc.contributor.authorCastanheira, Vinícius Castilholi
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0007-2531-9324
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2776582781838015
dc.contributor.referee1Guidolini, Icaro Pianca
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6264980481447359
dc.contributor.referee2Freire, Fabio Bentes
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0001-9258-360X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8937961078558996
dc.date.accessioned2025-06-24T22:17:34Z
dc.date.available2025-06-24T22:17:34Z
dc.date.issued2025-03-21
dc.description.abstractThe conical spouted bed has important applications in industrial processes such as drying and pyrolysis of biomass, in which they have varied physical characteristics, generating different fluid behaviors In this context, the present study aimed to To analyze the effect of the physical properties of particulate matter on the fluid-dynamic behavior of the conical spouting bed from the analysis of experimental data and the comparison with predictions of parameters obtained by empirical equations and correlations present in the literature. The characterization of the glass spheres, coffee and black pepper beans, annatto seeds, jackfruit, açaí and residue such as orange pomace involved the measurement of apparent densities, actual density, bulk density, bed porosity, diameter, sphericity and roundness. The conical spouting bed used has a total height of 70.0 cm, an internal diameter of 19.0 cm, a cylindrical column with a height of 47.0 cm, and a cone at the bottom of the column with a height of 15 cm with a tilt angle of 60º. The main effects of the physical properties showed that the highest pressure drops (maximum and stable) were influenced by physical characteristics such as density, mainly for glass spheres (2500 kg/m³) and açaí seeds (1366 kg/m³) and jackfruit (1209 kg/m³) in the case of biologic materials. The size of these materials also influenced the fluid dynamics of the bed, especially the minimum spouting velocity. The correlations adjusted with statistical treatment presented more satisfactory results in relation to the correlations found in the literature for the prediction of parameters such as Reynolds minimum spout, maximum pressure drop and stable spout. Finally, the study of fluid-particle interactions with the analyzed materials was carried out in the present work in conical spouted bed. It was possible to notice that materials of lower sphericity presented higher drag coefficients, being greater than drag force exerted by the fluid. By contrast, spherical particles exhibited lower flow resistance, resulting in a reduced drag coefficient. In general, it was possible to observe the real influence of physical properties on fluid dynamic parameters, and the results were consistent with what was observed in the literature
dc.description.resumoO leito de jorro cônico tem aplicações importantes em processos industriais como secagem e pirólise de biomassas, nas quais possuem variadas características físicas, gerando diferentes comportamentos fluidodinâmicos de acordo com o tipo de material. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo: Analisar o efeito das propriedades físicas de materiais particulados no comportamento fluidodinâmico do leito de jorro cônico a partir da análise de dados experimentais e da comparação com previsões de parâmetros obtidos por equações empíricas e correlações presentes na literatura. A caracterização das esferas de vidro, grãos de café e pimenta-do-reino, sementes de urucum, jaca, açaí e resíduo como bagaço da laranja envolveu a medição das densidades aparentes, densidade real, densidade bulk, porosidade do leito, diâmetro, esfericidade e circularidade. O leito de jorro cônico usado possui altura total de 70,0 cm, diâmetro interno de 19,0 cm, uma coluna cilíndrica com altura de 47,0 cm e um cone na parte inferior da coluna com altura de 15 cm com ângulo de inclinação de 60º. Os principais efeitos das propriedades físicas dos diferentes materiais demostraram que as maiores queda de pressão (máxima e estável) foram influenciadas por características físicas como densidade, principalmente para esferas de vidro (2500 kg/m³) e sementes de açaí (1366 kg/m³) e jaca (1209 kg/m³) no caso dos materiais biológicos. O tamanho destes materiais também exerceu influência na fluidodinâmica do leito, especialmente na velocidade de mínimo jorro. As correlações ajustadas com tratamento estatístico apresentaram resultados mais satisfatórios em relação às correlações encontradas na literatura para previsão de parâmetros como Reynolds de mínimo jorro, queda de pressão máxima e no jorro estável. Por fim, foi realizado o estudo das interações fluido partícula com os materiais analisados no presente trabalho em leito de jorro cônico. Foi possível notar que materiais de menor esfericidade apresentaram maiores coeficientes de arraste, sendo maior a força de arraste exercida pelo fluido. Em contrapartida, partículas esféricas exibiram menor resistência ao fluxo, resultando em um coeficiente de arraste reduzido. No geral, foi possível observar a real influência das propriedades físicas em parâmetros fluidodinâmicos, e os resultados foram coerentes com o que foi observado na literatura
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/19810
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Agrárias e Engenharias
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectEngenharia Química
dc.subjectMecânica de Fluidos
dc.subjectPartículas
dc.subjectLeito de jorro cônico
dc.subjectFluidodinâmica
dc.subjectPropriedades
dc.subjectConical spouted bed
dc.subjectFluid dynamics
dc.subjectProperties
dc.subject.cnpqEngenharia Química
dc.titleAnálise do efeito das propriedades físicas de particulados na fluidodinâmica do leito de jorro cônico
dc.typemasterThesis
foaf.mboxviniciuscastilholi12@hotmail.com
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