Orientador: Jose Antonio Dermengi Rios

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: Este trabalho descreve a montagem e instrumentação de uma célula de medida de geometria cilíndrica com diâmetro interno de84 mm e 1000 mm de comprimento, desenvolvida para determinar a condutividade térmica efetiva de leitos empacotados fixos, formados por partículas microporosas adsortivas,...

Resumo: Este trabalho descreve a montagem e instrumentação de uma célula de medida de geometria cilíndrica com diâmetro interno de84 mm e 1000 mm de comprimento, desenvolvida para determinar a condutividade térmica efetiva de leitos empacotados fixos, formados por partículas microporosas adsortivas, a baixas pressões. Foram determinados os valores de condutividade térmica de um leito empacotado com 2,8 kg de carvão ativado granulado (marca Carbomafra, tipo C-119), inicialmente adsorvido com diferentes massas de gás hélio e, posteriormente, com metanol. Foi utilizado um método radial, absoluto e estacionário. O carvão ativado C-119 foi caracterizado com respeito a sua granulometria, densidade, umidade inicial e porosidade externa. A partir dos valores experimentais dos perfis de temperatura, foram determinadas as condutividades térmicas efetivas do leito de carvão anidro sob vácuo e adsorvido com gás hélio. Com estes dados, foram calculados os parâmetros dos modelos teóricos de Bauer e Schlünder, e de Kunii e Smith, que prevêem a condutividade térmica de leitos fixos. Utilizando estes modelos, foram determinadas as condutividades térmicas teóricas da partícula de carvão. Determinou-se, experimentalmente, a condutividade térmica efetiva do leito em função da massa de metanol adsorvida e de diferentes gradientes de temperatura. A partir destes resultados, foi proposta uma modificação ao modelo de Bauer e Schlünder, levando-se em conta a variação da condutividade térmica da partícula de carvão com a pressão do leito.Esta modificação propiciou uma excelente concordância do modelo com os dados experimentais

Abstract: This work describes the assembling and instrumentation of a cylindrical measure cell with 84mm of diameter and 1.000mm long, developed to determine the effective thermal conductivity of fixed packed beds made of microporous adsorbent particles, at low pressures. Thermal conductivities were...

Abstract: This work describes the assembling and instrumentation of a cylindrical measure cell with 84mm of diameter and 1.000mm long, developed to determine the effective thermal conductivity of fixed packed beds made of microporous adsorbent particles, at low pressures. Thermal conductivities were determined for bed of 2,8 kg of granulated active carbon (Carbomafra trademark, type C-119), initially adsorbed with different masses of helium gas and after with methanol. Radial, absolute and stead~ state method were used. The C-119 active carbon was characterized in relation to its granulometry, density, initial moisture and external porosity. From experimental values of temperature profiles, the effective thermal conductivities of the anhydrous carbon bed under vacuum and adsorbed with helium gas were determined. Data were used to compute the parameters of Bauer and Schlünder's, and Kunii and Smith's theoretical models, which predict the thermal conductivity of fixed beds. Applying these models, there were determinate the theoretical thermal conductivities of carbon particle. The effective thermal conductivity of the bed was determined experimentally in relation to the adsorbed mass of methanol and the different gradients of temperature. From these results, it was proposed a modification in the Bauer and Schlünder's model, that considers the thermal conductivity variation of the carbon particle according to the bed pressure. This new model showed an excellent agreement with experiments