Science and Nature

Reatores Químicos em Leito Fluidizado

modelagem e simulaçãoBy Paulo Roberto Bezerra Wanderley

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Length4h 5m

About this audiobook

O PVC se tornou uma das commodities mais importantes na indústria química mundial, tendo em vista sua larga aplicação na produção de plásticos. A proposta deste trabalho é simular o processo de oxicloração do 1,2-dicloroetano, em um reator de leito fluidizado borbulhante, a partir de um modelo desenvolvido fenomenologicamente. No presente estudo, foi utilizada a teoria de duas fases para o escoamento, bem como o modelo proposto por Kunii-Levenspiel (1991). A teoria de duas fases, que considera o leito fluidizado como sendo formado por uma fase bolha e por uma fase de emulsão, tem demonstrado ser o mais adequado modelo por incorporar recentes descobertas relativas à hidrodinâmica da fluidização. Foi considerado regime de escoamento unidimensional na direção axial e estado estacionário para o sistema. O efeito das variáveis de processo e das variáveis de projeto foram estudados. A transferência de massa das espécies químicas presentes na mistura gasosa, entre a fase de bolha e a fase de emulsão, foram também estudadas para investigação de suas influências no comportamento do reator. A região de freeboard foi também estudada para investigação da sua importância na conversão global do eteno. O sistema de equações ordinárias que representam o modelo matemático para o leito foi resolvido através da aplicação do método numérico de Gauss-Newton.

Audiobook details

GenreScience and Nature

Length4 hrs 5 mins

Narrated byListen with 1,000+ voices

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Publish dateJan 19, 2023

LanguagePortuguese

1NOMENCLATURA

533.7.4 ARRASTO DE SÓLIDOS NO REATOR

2CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO

543.7.5 DENSIDADE DE SÓLIDOS NO FREEBOARD

31.1 A IMPORTÂNCIA DO PVC

553.7.6 A CONSTANTE DE DECAIMENTO

41.2 HISTÓRICO DA OBTENÇÃO DA RESINA DE PVC

563.8 ESTUDO CINÉTICO DA REAÇÃO DE OXICLORAÇÃO

51.3 O PROCESSO DE OXICLORAÇÃO

573.8.1 GENERALIDADES

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6CAPÍTULO 2 OBJETIVOS

583.8.2 MECANISMO CINÉTICO

72.1 OBJETIVOS GERAIS

593.8.3 REAÇÕES PARALELAS NO REATOR

82.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

60CAPÍTULO 4 DESENVOLVIMENTO DO MODELO MATEMÁTICO

9CAPÍTULO 3 REVISÃO DA LITERATURA

614.1 MODELO MATEMÁTICO PARA A REGIÃO DO LEITO

103.1 FLUIDIZAÇÃO DE SÓLIDOS

624.1.1 INTRODUÇÃO

113.1.1 INTRODUÇÃO

634.1.2 HIPÓTESES SIMPLIFICADORAS

123.1.2 DIAGRAMA PRESSÃO VERSUS VELOCIDADE SUPERFICIAL DO GÁS (u0)

644.1.3 EQUAÇÕES FLUIDODINÂMICAS E DE TRANSPORTE UTILIZADAS

133.1.3 CARACTERÍSTICAS DO PARTICULADO

654.1.4 BALANÇO DE MASSA

143.1.4 POROSIDADE DO LEITO (Ɛ)

664.1.4.1 BALANÇO DE MASSA NA FASE BOLHA

153.1.5 VELOCIDADE DE MÍNIMA FLUIDIZAÇÃO (umf))

674.1.4.2 BALANÇO DE MASSA NA FASE EMULSÃO

163.1.6 VELOCIDADE TERMINAL DAS PARTÍCULAS

684.1.5 BALANÇO DE ENERGIA

173.1.7 ALTURA DO LEITO

694.1.5.1 BALANÇO DE ENERGIA NA FASE BOLHA

183.1.8 A CLASSIFICAÇÃO DE GELDART

704.1.5.2 BALANÇO DE ENERGIA NA FASE EMULSSÃO

193.1.9 DIAGRAMAS DE FLUIDIZAÇÃO

714.1.6 ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS FÍSICO- QUÍMICOS E TERMODINÂMICOS DO LEITO

203.2 ESTUDO DOS DISTRIBUIDORES

724.2 MODELO MATEMÁTICO PARA A REGIÃO DE FREEBOARD: 4.2.1 BALANÇO DE MASSA NA REGIÃO DE FREEBOARD

213.2.1 TIPOS DE DISTRIBUIDORES

73CAPÍTULO 5 METODOLOGIA DE RESOLUÇÃO DO MODELO

223.2.2 PROJETO DOS DISTRIBUIDORES

745.1 ESPÉCIES QUÍMICAS ENVOLVIDAS

233.3 O ESTUDO DAS BOLHAS

755.2 MONTAGEM DO SISTEMA

243.3.1 GENERALIDADES

765.3 ALGORITMO COMPUTACIONAL E ESTRUTURA DO PROGRAMA

253.3.2 GEOMETRIA DA BOLHA

77CAPÍTULO 6 RESULTADOS E DISCUSSÕES

263.3.3 A VELOCIDADE DE ASCENSÃO

786.1 INTRODUÇÃO

273.3.4 DIÂMETRO DAS BOLHAS

796.2 VALIDAÇÃO E RESULTADOS NO ESTADO ESTACIONÁRIO

283.4 MODELOS DE CONTATO GÁS-SÓLIDO

806.3 ANÁLISE PARAMÉTRICA

293.4.1 GENERALIDADES

816.3.1 INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS E DE PROJETO

303.4.2 O MODELO DE DUAS REGIÕES

826.3.1.1 EFEITO DA VARIAÇÃO DA PRESSÃO DE OPERAÇÃO NA CONVERSÃO DO ETENO

313.4.2.1 ASPECTOS GERAIS

836.3.1.2 EFEITO DA VARIAÇÃO DA TEMPERATURA DA ÁGUA DE RESFRIAMENTO NA CONVERSÃO DE ETENO E NA TEMPERATURA DA EMULSÃO

323.4.2.2 PRINCIPAIS CORRELAÇÕES DO MODELO

846.3.1.3 EFEITO DA VARIAÇÃO DA TEMPERATURA DE ALIMENTAÇÃO NA CONVERSÃO DO ETENO

333.4.3 MODELO DE KUNII-LEVENSPIEL ( K-L)

856.3.1.4 EFEITO DA VARIAÇÃO DA ALTURA DE MÍNIMA FLUIDIZAÇÃO E DA ALTURA DO LEITO EXPANDI DO NA CONVERSÃO DO ETENO.

343.4.3.1 ASPECTOS GERAIS

866.3.1.5 EFEITO DA VARIAÇÃO DO DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS NA CONVERSÃO DO ETENO

353.4.3.2 CÁLCULO DE Rc/Rb

876.3.1.6 EFEITO DA VARIAÇÃO DO DIÂMETRO DAS BOLHAS NA CONVERSÃO DO ETENO

363.4.3.3 CÁLCULO DE fc, fw, fe

886.3.1.7 EFEITO DA VARIAÇÃO DO TEOR DE COBRE NO CATALISADOR

373.4.3.4 CÁLCULO DE δ

896.3.1.8 EFEITO DO DIÂMETRO DO REATOR NA TAXA DE CONVERSÃO DO ETENO

383.4.3.5 CÁLCULO DE bγ, cγ,eγ

906.4 ESTUDO DA INFLUÊNCIA DOS COEFICIENTES DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA NO DESEMPENHO DO REATOR

393.4.3.6 RECIRCULAÇÃO GERAL NO LEITO

916.5 RESULTADOS PARA A REGIÃO DE FREEBOARD: 6.5.1 RESULTADOS PARA O ESTADO ESTACIONÁRIO

403.5 FENÔMENOS DE TRANSFERÊNCIA NO LEITO

926.5.2 INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS OPERACIONAIS E DE PROJETO

413.5.1 COEFICIENTES DE TRANSFERÊNCIA DE MASSA

936.5.2.1 EFEITO DA TEMPERATURA DA ÁGUA DE RESFRIAMENTO NA TAXA DE CONVERSÃO DO ETENO

423.5.2 COEFICIENTE DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR

946.5.2.2 EFEITO DO DIÂMETRO DAS PARTÍCULAS NA CONVERSÃO DO ETENO

433.6 TROCAS TÉRMICAS NO REATOR

956.5.2.3 EFEITO DO DIÂMETRO DO REATOR NA CONVERSÃO DO ETENO

443.6.1 GENERALIDADES

966.5.2.4 EFEITO DO TEOR DE COBRE NO CATALISADOR NA CONVERSÃO DO ETENO

453.6.2 COEFICIENTE DE CONDUTIBILIDADE TÉRMICA NO LEITO (K)

97CAPÍTULO 7 CONCLUSÕES

463.6.3 COEFICIENTE DE TROCA TÉRMICA DO LADO DO LEITO (HL)

98CAPÍTULO 8 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

473.6.4 COEFICIENTE DE TROCA TÉRMICA LADO ÁGUA (ha)

99ANEXOS

483.6.5 COEFICIENTE GLOBAL DE TROCA TÉRMICA (U)

100ANEXO A – TABELAS COM OS PARÂMETRO HIDRODINÂMICOS, DE TRANSPORTE E FÍSICOS PARA REATORES DE LEITO FLUIDIZADOS UTILIZADAS POR ALJODAI ET AL (2001) E POR ABASHAR (2003)

493.7 ESTUDO DA REGIÃO DE FREEBOARD

101ANEXO B – ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS E TERMODINÂMICOS DO LEITO.

503.7.1 GENERALIDADES

102ANEXO C – PROGRAMA SIMULADOR

513.7.2 ORIGEM DOS SÓLIDOS

103ANEXO D – SISTEMA LEITO E SISTEMA FREEBOARD

523.7.3 ESTIMATIVA DO VALOR DE TDH