Modelagem 3D e simulação dinamica do escoamento gas-solido em reator downer
Karolline Ropelato
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP R681m
Campinas, SP : [s.n.], 2004.
105fl. : il.
Orientadores : Marco Aurelio Cremasco, Henry França Meier
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Resumo: O tema central desta investigação consiste no desenvolvimento de um modelo matemático multifásico (gás-sólido) tridimensional e transiente, como uma aproximação da dinâmica do escoamento em reatores downer de FCC, ampliando horizontes, com a corroboração ou validação do modelo com dados...
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Resumo: O tema central desta investigação consiste no desenvolvimento de um modelo matemático multifásico (gás-sólido) tridimensional e transiente, como uma aproximação da dinâmica do escoamento em reatores downer de FCC, ampliando horizontes, com a corroboração ou validação do modelo com dados experimentais da literatura, nos estudos de incremento de performance do processo de FCC. Foram testadas quatro configurações geométricas para a validação do modelo proposto: downer com entrada axial anular; downer com entrada radial cruzada; downer com entrada radial tangencial e o downer com entrada transversal. As principais conclusões obtidas a partir de um estudo de verificação, observando a influência do número de elementos da malha numérica para uma geometria 3-D e um modelo matemático multifásico, transiente e turbulento, bem como do esquema de interpolação, determinando o número adequado de elementos para a resolução das equações diferenciais parciais. Além do estudo de validação, avaliando a influência das condições de alimentação na distribuição de partículas, determinando a melhor configuração geométrica entre as estudadas, para um perfil de distribuição uniforme de partículas no leito do reator, validando o modelo matemático multifásico (gás-sólido) tridimensional e transiente, para a predição da dinâmica do escoamento em reatores downer de FCC, com a corroboração a partir de dados experimentais disponíveis na literatura. Convencionalmente a tecnologia de FCC usa reatores de leito móvel ascendente conhecidos por reator riser. Os chineses, fortemente na década de 90, resolveram analisar o processo de "ponta cabeça", ou seja, em vez de fluxos ascendentes de partículas e gás, estudaram esse mesmo contato considerando-o descendente, o downer. Como resultado, verificaram o aumento da produção de gasolina e diminuição de produtos secundários. Eis o exemplo clássico da modificação conceitual sobre o já existente
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Abstract: The present work provides an unsteady, three-dimensional, two-phase, inviscid model of the solid phase, as an approach of the flow dynamics inside downer reactors of FCC processes, and the validation of the proposed model against experimental data available on the literature. Four...
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Abstract: The present work provides an unsteady, three-dimensional, two-phase, inviscid model of the solid phase, as an approach of the flow dynamics inside downer reactors of FCC processes, and the validation of the proposed model against experimental data available on the literature. Four geometrical configurations were evaluated to validate the proposed model: downer with an annular axial inlet, downer with two cross radial inlets, downer with one tangential inlet and a downer with four transversal inlets. The main conc1usions about the grid size analysis for the unsteady, three-dimensional and multi-phase flow shows the correct grid independence results to solve partial differential equations system. Studies involving the advection scheme were also performed. By comparison between the numerical predictions on this work and experimental data from literature it is possible to conc1ude that the results present good agreement against each other. In fact, the inviscid model of the solid phase, despite of its simplicity modeling, with 3D transient features, could reproduce quite well the main phenomenological characteristics of the turbulent gas-solid flow. In the 90's decades, Chinese's started to study the FCC process gravity concurrent1y, studying down flow (downer reactors) instead of upflow behaviors (riser reactors). The experimental studies show fuel increases production and decreases of secondary products formation. This a c1assical example of a change on conceptual between the downer and riser approaches in industrial facilities
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Modelagem 3D e simulação dinamica do escoamento gas-solido em reator downer
Karolline Ropelato
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