Avaliação da perda de carga em leito fixo de partículas irregulares utilizando xisto betuminoso, analisando a modelagem matemática através do efeito de parede e porosidade

Abstract

Resumo: Em aplicações industriais no ramo da Engenharia Química, reatores de leito fixo têm sido utilizados há mais de 70 anos. O estudo dos escoamentos de fluidos representa uma etapa importante nos processos industriais, tanto no ponto de vista de eficiência (torres de absorção), seletividade e processos de separação, quanto à absorção de gás, de extração e fluidização. A perda de carga influi na velocidade de mínima fluidização, e a influência da parede na fluidodinâmica deve ser conhecida para possibilitar a utilização de dados de laboratório em pequena escala no projeto desses sistemas. Este trabalho tem por objetivo validar os modelos matemáticos para o efeito parede na perda de carga em um leito de partículas irregulares de xisto betuminoso, envolvendo diferentes velocidades de escoamento do ar. As amostras utilizadas foram classificadas em doze faixas granulométricas utilizando peneiras, com tamanhos de partículas que variam entre 0,256 e 4,38 milímetros. Foram obtidos dados experimentais de perda de carga em função da velocidade, variando o diâmetro, em faixas de velocidade compreendendo os regimes laminar e intermediários. Os resultados mostram a influência do efeito parede na determinação experimental da perda de carga e na velocidade de mínima fluidização de partículas irregulares de diversas faixas granulométricas, sendo que, se o efeito parede não for considerado, é possível exceder a perda de carga do leito fixo. Os resultados obtidos podem ser usados para a modelagem de sistemas industriais de grandes dimensões e direcionar estudos de sistemas mais complexos.