Estudo da perda de carga em um leito de xisto betuminoso composto por partículas de diferentes granulometrias

Abstract

Resumo: O presente trabalho trata sobre o estudo da perda de carga em leito fixo constituido por particulas de xisto betuminoso, considerando particulas irregulares e distribuidas em uma ampla faixa granulometrica. Foram classificadas amostras de xisto por peneiramento, resultando em cinco faixas de diametros diferentes, variando de 0,8 a 88 milimetros. Com as amostras preparadas, foram realizados testes experimentais, em que as particulas de xisto foram introduzidas em um permeametro de 59,5 centimetros de diametro e coletados valores de perda de carga para velocidades do gas variando de 0,1 a 1 m/s. Inicialmente, foram realizados testes constituidos por particulas de mesma faixa granulometrica para cada uma das cinco fracoes granulometricas utilizadas, sendo os testes processados em batelada de duzentos e cinquenta quilos de material. A fim de avaliar a influencia da distribuicao granulometrica no processo observado, tambem foram realizados testes em que as fracoes granulometricas de xisto foram misturadas no mesmo teste. Com os dados experimentais obtidos foi possivel avaliar a capacidade dos modelos matematicos encontrados na literatura em predizer o comportamento do sistema. Em seguida, foram estudados modelos para perda de carga em misturas de particulas irregulares. Foram feitos ajustes dos modelos matematicos mais amplamente utilizados para predicao de perda de carga em leito de particulas de mesma granulometria. Dentre os modelos avaliados optou-se pela utilizacao de equacao de Ergun com os valores das constantes ajustadas. Com os valores ajustados, foi possivel estabelecer uma relacao entre a distribuicao granulometrica a as constantes da equacao de Ergun, ajustadas para predizer o comportamento apresentado pelas misturas das diferentes faixas granulometricas.

Abstract: This work is about the study of pressure drop in fixed bed compost by particles of oil shale, whereas irregular particles distributed in a wide particle size range. Oil shale samples were classified by sieving, resulting in five bands of different diameters ranging from 0.8 to 88 millimeters. With the prepared samples were conducted experimental tests on the shale particles were introduced in a permeameter of 59.5 centimeters in diameter and collected values of pressure drop for gas velocities ranging from 0.1 to 1 m/s. Initially tests were performed with a single particle size range, and the tests processed batch of two hundred and fifty pounds of material. In order to evaluate the influence of particle size distribution observed in the process, tests were performed in which the size fractions were mixed shale. With the experimental data obtained it was possible to evaluate the ability of mathematical models in the literature to predict the behavior of the system. The particle sizes were modeled individually by adjusting the Ergun equation. Then models were studied for pressure drop in mixtures of irregular particles. Adjustments were made of the most widely used mathematical models to predict the loss in the same bed particle size distribution. With the adjusted values was possible to establish a relationship between the size distribution of the constants adjusted Ergun equation to predict the behavior exhibited by mixtures of different particle sizes. The work shows the literature which models better represent the experimental data.