Conferências UEM, XII CONFERÊNCIA CIENTÍFICA DA UEM 2023: Investigação, Extensão e Inovação no Contexto das Mudanças Climáticas

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DETERMINAÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO DE TEMPOS DE RESIDÊNCIA EM REACTORES CONTÍNUOS PELO IMAGEJ E FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL
José Jenusso Cacá Jamú Júnior

Última alteração: 2023-08-02

Resumo


Este trabalho consistiu na determinação de possíveis desvios de idealidade em três reactores contínuos: o reactor de escoamento empistonado (PFR), o reactor de leito com recheio (PBR) e o reactor contínuo de agitação perfeita (CSTR), através da análise da distribuição de tempos de residência (DTR) nos reactores. O método experimental usado foi a injecção em pulso de traçador (corante alimentar) que, com a mensuração da sua concentração na saída através da formulação proposta em Lucas 2020, pelo processamento digital de imagens, com recurso ao ImageJ, a função DTR foi determinada. A determinação experimental da DTR foi realizada para vazões entre 10 a 50 l/h, usando a água como fluído de transporte, sendo que, para estas vazões, o PFR e o PBR foram operados no regime laminar. Além disso, a mistura no CSTR ocorreu no regime turbulento, com velocidades de agitação entre 500 a 750 rpm, resultando numa aproximação a mistura ideal com o aumento da turbulência no reactor. Assim, constatou-se através do comportamento diferenciado das curvas da DTR, a presença de zonas estagnadas e curto-circuito em todos os reactores, evidenciando a ocorrência de desvios em relação ao comportamento ideal, levantando-se as seguintes hipóteses: (i) escoamento representado por reactores CSTR em série no PFR; (ii) escoamento melhor representado pelo modelo de dispersão no PBR; (iii) escoamento mais próximo ao ideal no CSTR, com o uso de chicanas. Por outro lado, usou-se o software ANSYS FLUENT na análise da fluidodinâmica computacional (CFD), para a previsão dos dados da DTR, que combinados com os dados experimentais permitiram obter resultados quantitativos confiáveis para o estudo proposto. A CFD mostrou-se bastante útil, pois foi possível obter através desta, o padrão de escoamento nos reactores sem incorrer em suposições sobre a geometria com as correlações empíricas, sendo validada pela proximidade obtida aos resultados experimentais.

 

 

 

Palavras-chave: desvios de idealidade, DTR, ImageJ, CFD.