Estudo da fluidodinÃmica e da secagem de um secador rotatÃrio da indÃstria de fertilizantes

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O dimensionamento, modelagem e simulaÃÃo de secadores rotatÃrios constituem em um grande desafio. A secagem envolve transferÃncias de calor e massa, e processos fluidodinÃmicos das mais diferentes formas. A maior parte dos projetos de secadores à feita por empirismo, com base na experiÃncia de engenheiros e âscale-upâ de protÃtipos. O objetivo do trabalho foi analisar os equacionamentos, modelagens e propostas de projetos de secagem encontrados na literatura para secadores rotatÃrios utilizando-se para esta anÃlise dados experimentais obtidos com a secagem de fertilizantes granulados (GTSP) em um secador rotatÃrio concorrente industrial convencional (3 m de diÃmetro x 30 m de comprimento). Com os dados operacionais coletados (variÃveis de processo) e os resultados obtidos, à feita uma anÃlise das propostas de projetos de secadores rotatÃrios e modelagens de secagem avaliadas em outros trabalhos desta mesma natureza (ARRUDA, 2008 e CRISTO, 2004), alÃm de identificar parÃmetros de prediÃÃo de tempo de residÃncia, coeficientes de trocas tÃrmicas e informaÃÃes fluidodinÃmicas. Diante o fato dos testes experimentais serem realizados num equipamento industrial, houve limitaÃÃes quanto a variaÃÃo de parÃmetros. As dimensÃes do equipamento sÃo fixas (unidade industrial) e outros parÃmetros sÃo variÃveis que garantem a qualidade e produtividade da unidade industrial, ficando, portanto, a rotaÃÃo do equipamento como um parÃmetro possÃvel de ser analisado, uma vez que excepcionalmente no equipamento onde foram realizados os testes, hà um inversor de freqÃÃncia que possibilita, dentro das limitaÃÃes estruturais do equipamento, uma variaÃÃo de 20 % da rotaÃÃo nominal do mesmo. Os testes foram realizados com rotaÃÃes do secador de 3,5 e 4,2 rpm. Os resultados obtidos quanto ao comportamento fluidodinÃmico do material no interior do secador apresentaram boa concordÃncia com as modelagens apresentadas na literatura. Para a determinaÃÃo da distribuiÃÃo de carga nos suspensores e o comportamento do cascateamento de material no interior do secador (tempo, altura e Ãngulo mÃdio de queda) a metodologia REVOL et al. (2001) apresentou informaÃÃes bastante consistentes de prediÃÃo com a utilizaÃÃo do coeficiente de fricÃÃo determinado experimentalmente de 0,746 para o GTSP. Na determinaÃÃo do tempo de residÃncia a equaÃÃo que melhor se ajustou aos resultados experimentais à a equaÃÃo de FRIEDMAN e MARSHALL (1949) com parÃmetros estimados por ARRUDA (2008). Os resultados obtidos para os balanÃos de massa e energia foram bastante consistentes e evidenciaram uma situaÃÃo bastante pertinente em consideraÃÃes de projeto que trata-se das premissas de entradas de ar falso. Na determinaÃÃo dos coeficientes globais de transferÃncia de energia, ponderando-se a reduÃÃo de temperatura dos gases no inÃcio do secador provocada pelas entradas de ar falso, a equaÃÃo que melhor previu este parÃmetro à a apresentada por MILLER et al. (1942). A modelagem proposta por ARRUDA (2008) apresentou desvios significativos com os resultados experimentais; possivelmente provocados por imprecisÃes de medidas, premissas de ar falso (perdas) e/ou possÃveis diferenÃas no comportamento dos materiais utilizados nos ensaios de ARRUDA (2008) e os utilizados nos experimentos. A aplicaÃÃo da Metodologia I (VANâT LAND, 1991) apresentou inconsistÃncias de projeto em contraponto à abordagem de entradas de ar falso citada anteriormente. A metodologia II (NONHEBEL e MOSS, 1971) nÃo presume o conhecimento da curva de secagem do material. Utilizou-se, portanto, resultados obtidos em ARRUDA (2008). Da mesma maneira que para a Metodologia I verifica-se inconsistÃncias de projeto, no entanto, os perfis dos coeficientes de transferÃncia de calor e massa traÃados com os resultados obtidos em ARRUDA (2008) apresentam comportamento com tendÃncias esperadas fisicamente.

ASSUNTO(S)

fertilizantes engenharia quimica rotary dryer secagem secador rotatÃrio drying fertilizers

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados