Determinação experimental das distribuições radial e axial de concentração de solidos em uma seção riser utilizando sonda de fibras opticas
Guilherme Jose de Castilho
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP C278d
[Experimental determination of radial and axial solids concentration distributions in a riser section using an optical-fiber probe]
Campinas, SP : [s.n.], 2007.
103f. : il.
Orientador: Marco Aurelio Cremasco
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica
Resumo: Regimes gás-sólido têm inúmeras aplicações industriais, sendo empregados, por exemplo, em sistemas de transporte pneumático das partículas e em leito fluidizado. Nas últimas duas décadas notou-se a aplicação crescente do leito fluidizado circulante, principalmente para facilidades de geração...
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Resumo: Regimes gás-sólido têm inúmeras aplicações industriais, sendo empregados, por exemplo, em sistemas de transporte pneumático das partículas e em leito fluidizado. Nas últimas duas décadas notou-se a aplicação crescente do leito fluidizado circulante, principalmente para facilidades de geração de energia, como caldeira e reações catalíticas. No processo de craqueamento catalítico fluidizado (FCC), dentre os vários equipamentos que compõem uma unidade conversora, é no riser onde praticamente ocorrem todas as reações de craqueamento. Medidas de grandezas como concentração de sólidos são fundamentais para a compreensão da fluidodinâmica nestes reatores e é pré-requisito para o projeto técnico bem sucedido de sistemas de transporte pneumático. Dentre as várias técnicas utilizadas para medidas de grandezas básicas em sistemas particulados, a sonda de fibra óptica é relativamente simples, de alta precisão e utilizada em várias situações que envolvem o sistema fluido-partícula. Nesta Dissertação, a oncentração volumétrica dos sólidos é medida por meio de uma sonda de fibra óptica. A concentração volumétrica dos sólidos é tomada radialmente e em diversas posições axiais ao longo do riser sob diferentes condições de operação, na Unidade Multipropósito do Laboratório de Processos em Meios Porosos da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas. Resultados mostram que a concentração volumétrica de sólidos é maior na parede em comparação ao centro do riser, para todas posições axiais, exceto para o ponto mais alto do reator, onde há a influência da região de saída do escoamento. Sobre a distribuição axial de de concentração, verificou-se que o escoamento é mais concentrado na parte inferior do equipamento e tende a ficar menos concentrado ao longo do reator. Através dos espectros de sinais obtidos pela sonda, pôde-se analisar as flutuações através da distribuição de probabilidade dos sinais e da distribuição do desvio padrão do sinal médio. Distribuições de
probabilidade permitem identificar a presença de clusters em determinados pontos radiais, revelando que para as condições de mais concentradas, as flutuações são as maiores. As distribuições de desvio padrão apresentam picos, onde sugere maior interação entre as partículas Ver menos
probabilidade permitem identificar a presença de clusters em determinados pontos radiais, revelando que para as condições de mais concentradas, as flutuações são as maiores. As distribuições de desvio padrão apresentam picos, onde sugere maior interação entre as partículas Ver menos
Abstract: Gas-solid systems have innumerable industrial applications, being used, for example, in the pneumatic conveying of particles and in fluidized bed. In the last two decades it was noticed increasing application of the circulating fluidized bed, mainly for easinesses of energy generation, as...
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Abstract: Gas-solid systems have innumerable industrial applications, being used, for example, in the pneumatic conveying of particles and in fluidized bed. In the last two decades it was noticed increasing application of the circulating fluidized bed, mainly for easinesses of energy generation, as boilers and catalytic reactions. In the process of fluidized catalytic cracking (FCC), amongst some equipment that composes a converting unit, it is in riser where the cracking reactions practically occur at all. Measures as solid concentration are basic for the understanding of the fluidodynamic in these reactors and are prerequisite for the successful design of pneumatic transport systems. Amongst the several techniques used for measures in particulates systems, the optical-fiber probe is relatively simple, of high precision and used in some situations that involve fluid-particle system. In this Dissertation, the volumetric concentration of solids is measured by means of an optical-fiber probe. The volumetric concentration of solids is taken radially and in diverse axial positions throughout riser under different operation conditions, in the Multipurpose Unit of the Laboratory of Processes in Porous Means of the College of Chemical Engineering of the State University of Campinas. Results show that the volumetric solid concentration is bigger in the wall in comparison to the center of the riser, for all axial positions, except forthe highest point of the reactor, where it has the influence of the exit region of the flow. On the axial distribution of concentration, it was verified that the flow is more concentrated in the inferior part of the equipment. Through the electrical signs specters gotten by the probe, it could be analyzed the fluctuations through the distribution of probability of the signals and the distribution of the standard deviation of the average signal. The distribution of probability allows identifying the presence of clusters in determined radial points, disclosing that for the most concentrated conditions, the fluctuations are the greater. The distributions of the standard deviation present peaks, where it suggests greater interaction between particles
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Determinação experimental das distribuições radial e axial de concentração de solidos em uma seção riser utilizando sonda de fibras opticas
Guilherme Jose de Castilho
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