Estudo da homogeneidade e determinação de parâmetros básicos do experimento de leito fluidizado den-01

Abstract

Neste trabalho foi feito um estudo hidráulico de um experimento a leito fluidizado onde aplicou-se a técnica de absorção gama para a determinação da porosidade do leito. Verificou-se a influência da colocação de uma tela para limitação da altura do leito bem como do comportamento do mesmo com a introdução de um anel metálico de diâmetro próximo do diâmetro do tubo de fluidização. As medidas foram realizadas em um modelo hidráulico especialmente construído para esta finalidade. No modelo foram utilizadas esferas de aço com diâmetro de 8 mm que fluidizaram em água à temperatura ambiente em circuito fechado. Foram feitos testes com 20 kg, 30 kg e 40 kg de esferas. Para as medidas utilizou-se a radiação gama proveniente de uma fonte de cobalto 60 com atividade de 700 mCi colimada com chumbo. O detector utilizado foi um cristal de NaI (Tl). Os resultados obtidos mostram que tanto a tela como o anel provocam a divisão do leito fluidizado em duas partes. A tela faz formar um leito fixo invertido na sua superfície inferior. O anel faz com que o leito seja transportado para a parte de cima do mesmo a medida em que ele é introduzido no leito. Verificou-se que a maior expansão do leito se dá para uma relação entre a altura do leito compactado e o diâmetro do tubo de fluidização de 0,55, correspondendo ao teste com 30 kg de esferas. A formação de jorro acontece sempre para a mesma vazão, em torno de 16 l/s, independente da relação entre a altura do leito compactado e o diâmetro do tubo de fluidização. Na fase de leito particulado a porosidade é menor no centro do leito e aumenta nas camadas superiores e inferiores.

In this work an experimental hydraulical study of the fluidized bed reactor concept was performed, where the absorption gamma ray technique was applied for the determination of bed porosity. The influence of the use of a screen for the limitation of the bed height was investigated as well as the behavior of the bed by introducing a metal ring with a diameter close to the diameter of the fluidization tube. Measurements were performed in a hydraulical model built with this purpose. In the model, steel spheres with 8 mm diameter were fluidized in water at room temperature in a closed loop. Tests with 20, 30 and 40 kg of spheres were made. Bed porosity was measured with a cobalt-60 gamma ray source, with 700 mCi activity, and a NaI (Tl) crystal detector. Results show that both screen and ring split the bed in two parts. The screen leads to the formation of a fixed bed in the top of the test section. By moving the ring downwards, the bed is displaced upwards. It was observed that the largest bed expansion occurs for a value of 0.55 ofthe ratio between the height ofthe compacted bed and the tube diameter, which corresponds to a mass of 30 kg of spheres. Jet formation occurred always for the same flow rate, about 16 l/h, without dependence on the ratio between the height ofthe fixed bed and tube diameter. For the particulate bed regime, porosity is lower at the center o f the bed, increasing at the upper and lower layers.