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Estudo de uma válvula L através de números adimensionais
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| Autor | Kuhn, Gabriel Cristiano; |
| Lattes do autor | http://lattes.cnpq.br/8190211324635894; |
| Orientador | Indrusiak, Maria Luiza Sperb; |
| Lattes do orientador | http://lattes.cnpq.br/6080899044475510; |
| Co-orientador | Shadle, Lawrence; |
| Instituição | Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
| Sigla da instituição | Unisinos; |
| País da instituição | Brasil; |
| Instituto/Departamento | Escola Politécnica; |
| Idioma | pt_BR; |
| Título | Estudo de uma válvula L através de números adimensionais; |
| Resumo | Válvula L é um tubo em forma de L destinado a conduzir partículas sólidas entre dois reservatórios. Este dispositivo usa injeção de um fluido e a sua geometria para o controle da vazão dos sólidos. A aplicação deste tipo de válvula não mecânica se dá em processos que visam o transporte de partículas, como linhas de transporte pneumático e reatores de leito circulante. O objetivo deste trabalho é desenvolver uma correlação para a vazão mássica de sólidos através da análise dos números adimensionais, calculados com base em variáveis do processo, e dados experimentais. Com uma correlação mais precisa torna-se mais fácil o controle e o projeto de uma válvula L. Este estudo desconsidera a influência dos reatores, levando em conta apenas a influência da geometria da válvula, a variação da injeção de ar e as propriedades das partículas. A bancada de ensaios foi projetada com duas válvulas L (diâmetros de 34 e 70 mm) feitas de acrílico. Foram utilizadas esferas de vidro (diâmetro Sauter 0,8 mm, massa específica efetiva 1580 kg/m3, grupo D da classificação Geldart), conduzidas por ar comprimido. Aplicando-se o teorema de PI de Buckingham às variáveis importantes do processo, três números adimensionais foram obtidos. Após uma bateria de testes, estes números adimensionais foram calculados para várias condições de ensaios. Com base nos dados experimentais, obteve-se uma equação de ajuste e uma correlação para o fluxo de sólidos. Calculou-se seis correlações, porém é possível dizer que apenas três descrevem o processo, mesmo que com alguma incerteza. Para as válvulas de 34 mm foi possível observar a máxima taxa de sólidos, ou seja, qualquer incremento na vazão injetada resulta em uma diminuição do escoamento de sólidos.; |
| Abstract | L valve is a right angled, L shaped pipe applied to transfer solids between two vessels. The device uses gas injection and pipe geometry for controlling the flow of particulate solids. This kind of non-mechanical valve is used in processes as pneumatic transport lines and circulating fluidized beds. This study aims to develop a new correlation to the solids mass flow rate through dimensional analysis, experimental data and equation fitting. An accurately way to estimate the flow of solids makes easier the valve design and control. This study does not consider the influence of the reactors that an L valve connect, in other words, this approach is limited to the influence of L valve geometry, gas injection and particle properties. A test section was built, comprising two valve diameters (acrylic pipes of 34 and 70 mm). Glass beads will be used as solids (Sauter diameter 0.8 mm, bulk density 1580 kg/m3, group D of Geldart classification) conveyed by air. Dimensionless numbers were calculated (by Buckingham PI theorem) from the variables of the process, then an experimental program was done. Based on experimental data, π_1, π_2 and π_3 values were calculated for various test conditions. Based on the experimental data, an equation fit and a correlation to the solids mass flow rate were obtained. Six correlation were calculated but only three are able to describe the L valve process with a minimum accuracy. Maximum solids flow were achieved for 34 mm L valve, in other words, if aeration rate is increased beyond this point, solids flow decreases.; |
| Palavras-chave | Válvula L; Análise dimensional; Escoamento granular; L valve; Dimensional analysis; Granular flow; |
| Área(s) do conhecimento | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; |
| Tipo | Dissertação; |
| Data de defesa | 2016-04-27; |
| Agência de fomento | FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul; |
| Direitos de acesso | openAccess; |
| URI | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/5439; |
| Programa | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; |
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