Resumo: O presente trabalho explorou a modelagem e a análise dos aspectos fundamentais relacionados a dinâmica do escoamento de bolhas e ao problema de erosão em tubulações de um sistema de leito fluidizado com tubos imersos. Sistemas fluidizados possuem grande aplicação em processos térmicos devido as suas excelentes propriedades de transferência de calor. Muitas aplicações envolvem transferência de calor entre o leito de partículas e superfícies imersas no leito. Do ponto de vista fluidodinâmico, tubos de troca de calor em leitos fluidizados são sujeitos às forças devido a presença de bolhas e movimento de partículas. Erosão e vibrações excessivas podem levar a falha precoce destes tubos. Primeiramente, o modelo de dois fluidos foi adotado no sentido de se investigar o comportamento dos parâmetros de bolha, como, frequência, velocidade e comprimento, para caracterização da fluidodinâmica entre bolha e superfície imersa. Por fim, o modelo de erosão em monocamada de energia cinética foi utilizado para descrever o fenômento de erosão nestes tubos. Os resultados estão de acordo com tendências observadas em dados experimentais e modelos teóricos disponíveis na literatura.
Abstract: In this work was numerically studied the modeling and analysis of bubble dynamics and erosion in a fluidized bed with immersed tubes. Fluidized systems have a number of applications in thermal processes due to their noteworthy heat transfer properties. In many applications, the heat transfer between the fluidized bed and immersed surface exists. In the fluid dynamics discern immersed tubes are subject to the forces due to bubble and particle's passage. Erosion and vibration can lead to an earlier fall through of the tubes. In this work, the two fluid model was adopted to investigate the bubble's parameters, such as dominant frequency, mean velocity and bubble length, in a solid fluidized bed. Finally, the monolayer kinect energy model, was employed to describe the erosion phenomena in the tubes. The obtained results are in good agreement with the experimental results from literature. |
