Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/12071
Type: Tese
Title: Simulação computacional e análise exergética da gaseificação de bagaço de cana-de-açúcar em leitos fluidizados borbulhantes
Author(s)/Inventor(s): Verissimo, Gabriel Lisbôa
Advisor: Leiroz, Albino José Kalab
Co-advisor: Cruz, Manuel Ernani de Carvalho
Abstract: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma modelagem matemática detalhada para simulação computacional do processo de gaseificação de bagaço de cana-de-açúcar em leitos fluidizados borbulhantes a partir de uma abordagem EulerEuler. O uso da metodologia desenvolvida pode auxiliar no projeto de novos gaseificadores e também no entendimento do escoamento no interior de gaseificadores já existentes. Aqui são investigados os efeitos da utilização dos modelos de fechamento termofluidodinâmicos e do mecanismo cinético sobre a capacidade preditiva de grandezas de interesse do processo de gaseificação de bagaço de cana. Um domínio bidimensional é utilizado para descrever as situações avaliadas. Os mecanismos cinéticos utilizados são desenvolvidos a partir de esquemas disponíveis na literatura. A implementação do modelo é realizada através do código MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchange). Os resultados da modelagem são primeiramente validados através de comparação com dados experimentais disponíveis na literatura. A influência destes modelos cinéticos é quantificada pela contribuição percentual de cada reação para formação dos gases produzidos na gaseificação do bagaço de cana. Além da modelagem do processo de gaseificação, também são desenvolvidas equações de transporte de entropia e exergia para descrever o escoamento do processo de gaseificação. As equações derivadas permitem uma investigação detalhada das fontes de irreversibilidades em escoamentos gás-partículas reativos.
Abstract: This work presents the development of a detailed mathematical modeling to describe the sugarcane bagasse gasification process in bubbling fluidized beds using an Euler-Euler approach. The use of the developed methodology may help the future design of new gasifiers as the understanding of the flow behavior inside some already existent gasifiers. Here, the effects of the use of thermofluid dynamics closure models and chemical mechanisms on the model predictive capabilities of the quantities of interest in the sugarcane bagasse gasification process are studied. A two dimensional domain is used to describe the investigated situations. The chemical reaction mechanisms are developed from schemes available in the literature. The numerical implementation of the mathematical model is realized through the open code MFIX (Multiphase Flow with Interphase eXchange). The modeling implementation is first validated by comparing simulation results with experimental data available in the literature. The influence of the chemical models is quantified by calculating the percentage contribution of each reaction to the production of the gases yielded in the sugarcane bagasse gasification. In addition to the modeling of the sugarcane gasification process, the entropy and exergy transport equations are also developed here. The obtained equations allow a detailed investigation of the sources of irreversibility in gas-particle reactive flows.
Keywords: Análise exergética
Leito fluidizado
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Sep-2018
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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