Introdução a modelagem em 3D para reatores air-lift empregando o "metodo dos volumes finitos" na resolução da fluidodinamica (CFD)

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi um estudo das metodologias Euler-Euler e Euler- Lagrange e a conseqüente modelagem da fluidodinâmica dos Reatores Air-Lift em conjunção com a resolução numérica das equações resultantes. Pesquisou-se a aplicação da Computational Fluid Dynamics-CFD nos campos da Engenharia Química dando ênfase aos escoamentos multifásicos, devido a ocorrência dos mesmos em Reatores Air-Lift, percebendo-se uma deficiência na literatura no que se refere a aplicação das ferramentas associadas à CFD na modelagem da fluidodinâmica de tais sistemas. Estudou-se os fenômenos físicos preponderantes nos Reatores Air-Lift e as principais inter-relações, buscando um melhor entendimento do processo real, incluindo possíveis simplificações na modelagem matemática, no intuito de torná-la mais tratável do ponto de vista numérico, sem que haja perdas na descrição dos principais fenômenos físicos de interesse. Efetuou-se uma revisão da literatura listando os tipos de Reatores Air-Lift, condições de operação, vantagens e desvantagens, bem como as principais dificuldades na modelagem visando o projeto e análise de tais reatores. Fez-se uma exegese do Método dos Volumes Finitos que constitui o alicerce dos métodos numéricos empregados na solução das equações diferenciais parciais que descrevem a Fluidodinâmica. Empregou-se as ferramentas associadas à Fluidodinâmica Computacional, através do uso do software CFX versão 5.5.1, obtendo-se resultados numéricos para escoamentos no External-Loop Air-Lift Reactor, empregado como estudo de caso. As simulações de escoamentos monofásicos apresentaram convergência dentro do critério trabalhado, fornecendo resultados dotados de realismo físico. Percebeu-se dificuldades consideráveis no que tange a solução numérica de escoamentos bifásicos em Reatores Air-Lift que foram discutidas tendo o embasamento oriundo do estudo do Método dos Volumes Finitos em conjunção com a literatura referente a aplicação da CFD na modelagem da fluidodinâmica dos Bubble Column Reactors, utilizando como agente intercambiador o estudo dos Manuais e Tutoriais fornecidos pelos desenvolvedores do código CFX, versão 5.5.

ASSUNTO(S)

dinamica dos fluidos metodo dos volumes finitos simulação (computadores)

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