Simulações CFD-DEM em leitos fluidizados

Resumo

Um leito fluidizado é basicamente uma suspensão de partículas sólidas (grãos) em um duto vertical submetida a um escoamento ascendente de gás ou líquido. Dispositivos empregando leitos fluidizados são bastante utilizados para a gaseificação de combustíveis sólidos devido às excelentes características de transferências de calor e massa proporcionadas em leitos fluidizados, mas também na classificação de materiais granulares a serem separados, como ocorre em sistemas de purificação de água ou de seleção de grãos na indústria química. Leitos uniformemente fluidizados são raramente encontrados em aplicações práticas, e normalmente instabilidades, que se manifestam na forma de ondas transversais, de bolhas, ou de bolhas alongadas, podem aparecer. Além disto, em leitos polidispersos é comum a segregação de grãos e a estratificação do leito. Este projeto propõe um estudo numérico da dinâmica dos grãos, das instabilidades do leito, e do escoamento do fluido. Para tanto, simulações serão realizadas utilizando um método CFD-DEM (Computational Fluid Dynamics - Discrete Elemento Method). Os códigos abertos OpenFOAM (parte CFD) e LIGGGHTS (parte DEM) serão utilizados, nos quais pretende-se que o pesquisador desenvolva novos pacotes a serem incorporados nestes códigos, de forma a possibilitar sua utilização nos casos específicos estudados neste projeto. Dos resultados numéricos, espera-se obter as trajetórias dos grãos individuais, e identificar as transferências de quantidade de movimento fluidogrãos, grãos-grãos e grãos-paredes. (AU)