Modelagem e simulação do escoamento gás-líquido em leitos borbulhantes nos reatores de colunas de bolha

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

02/05/2011

RESUMO

Escoamentos gás-líquido em Reatores de Colunas de Bolhas são comummente encontrados no meio industrial. Apesar de ser um equipamento de simples concepção, é encontrada uma grande dificuldade em seu estudo fluidodinâmico dados aos complexos padrões de escoamento causado pelas altas zonas de recirculação de líquido e a flutuabilidade da pluma de bolhas. Neste sentido, enormes esforços experimentais são dispendidos afim de ser obter informações sobre a dinâmica nas colunas de bolhas. Apesar de exatos, os dados experimentais são custosos financeiramente e não apresentam uma vasta gama de dados. Neste caminho, os estudos fluidodinâmicos tornam-se atraentes. Desta forma, pretende-se sistematizar e aplicar um modelo matemático para sistemas borbulhantes envolvendo contato gás-líquido, principalmente relacionados às colunas de bolhas, baseados nos princípios da conservação da massa e da quantidade de movimento em condições de turbulência; modelo este, capaz de prever os perfis de fração volumétrica e de velocidade para ambas as fases no domínio do espaço-tempo com validação a partir de comparação com dados experimentais, tendo finalidade de obter informações úteis para posterior aplicação em equipamentos em escala industrial. O código de CFD não comercial é utilizado, OpenFOAM, para execução dos experimentos numéricos. Esse pacote CFD baseia-se no método dos Volumes Finitos, escrito em linguagem C++, e em coordenadas generalizadas. Os principais resultados numéricos apresentam os perfís de velocidade, fração volumétrica média e as características fluidodinâmicas instantâneas de um Reator Coluna de Bolhas, modificando-se as relações interfaciais para transferência de quantidade de movimento, comparando-as e avaliando os seus efeitos perante e essas variáveis. A metodologia numérica proposta mostrou-se adequada para reproduzir o comportamento fluidodinâmico de um Reator Coluna de Bolhas podendo assim ser aplicada a casos reais de projeto/optimização desse tipo de equipamento

ASSUNTO(S)

escoamento gás-líquido engenharias escoamento multifásico gás - escoamento; métodos de simulação gas-liquid flow

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados