Estudo de uma válvula L através de números adimensionais

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.