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Estudo experimental e numérico de colisões de partículas em leitos fluidizados líquidos

Processo: 19/19173-9
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2019
Vigência (Término): 30 de novembro de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Química - Operações Industriais e Equipamentos para Engenharia Química
Pesquisador responsável:Gabriela Cantarelli Lopes
Beneficiário:Victor Oliveira Ferreira
Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):20/14567-6 - Estudo numérico de colisões entre partículas em leito fluidizado líquido, BE.EP.DD
Assunto(s):Leito fluidificado   Colisões   Fluxo dos fluidos   Águas residuárias   Dinâmica dos fluidos computacional
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Acoplamento CFD-DEM | águas residuárias | Colisões de Partículas | Fluidodinâmica Computacional | Leito Fluidizado Líquido-Solido | Método dos Elementos Discretos | Leito Fluidizado

Resumo

Tratamentos de águas residuárias utilizando biorreatores anaeróbios vêm ganhando notoriedade nas últimas décadas por empregarem uma tecnologia efetiva, de baixo custo, limpa e que apresenta biogases como subproduto de suas reações, que podem ser aproveitados como fontes de energia renováveis. Dentre esses biorreatores, os de leito fluidizado se destacam, dada a sua alta taxa de transferência de massa entre fases e produtividade comparados aos leitos fixos ou de lama, por exemplo. Sendo esse reator composto por um leito concentrado de partículas rugosas e com baixo módulo de elasticidade, a complexidade do escoamento é elevada, e a literatura acerca do assunto, escassa, reduzindo sua aplicabilidade. Portanto, no presente projeto, serão realizados experimentos em uma coluna de leito fluidizado empregando partículas com diferentes propriedades mecânicas e acabamentos superficiais, com o objetivo de determinar seus efeitos sobre o escoamento. Para isso, sensores conectados a microcontroladores farão o monitoramento da vazão, temperatura do fluido e queda de pressão; e medirão a frequência de colisão e força de impacto das partículas em diferentes pontos na coluna. Além disso, técnicas de acoplamento CFD-DEM serão aplicadas no intuito de simular o comportamento observado e aprimorar ou propor novos modelos para representar a fluidodinâmica no sistema. Espera-se, com isso, tornar os projetos dos biorreatores de leitos fluidizados mais assertivos quanto a predição de seu desempenho e, consequentemente, aumentar sua aplicabilidade. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
FERREIRA, VICTOR O.; EL GEITANI, TONI; SILVA JUNIOR, DANIEL; BLAIS, BRUNO; LOPES, GABRIELA C.. In-depth validation of unresolved CFD-DEM simulations of liquid fluidized beds. Powder Technology, v. 426, p. 16-pg., . (19/19173-9, 20/14567-6)
FERREIRA, VICTOR OLIVEIRA; JUNIOR, DANIEL SILVA; DE MELO, KARLA RAPHAELA BRAGA; BLAIS, BRUNO; LOPES, GABRIELA CANTARELLI. Prediction of the bed expansion of a liquid fluidized bed bioreactor applied to wastewater treatment and biogas production. ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT, v. 290, p. 10-pg., . (19/19173-9, 20/14567-6, 19/25146-4)

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