Transferência de calor em reator cilíndrico-elíptico: um modelo tridimensional transiente usando volumes finitos
Rodrigo Moura da Silva1; Antonio Gilson Barbosa de Lima2; Laércio Gomes de Oliveira2
1 Instituto Federal da Paraíba; 2 Universidade Federal de Campina Grande
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0502
Resumo
A motivação para o estudo da transferência de calor em reatores de leito fixo reside no fato de que estes são bastante empregados em operações industriais na realização de reações químicas altamente endotérmicas ou exotérmicas e um controle da estabilidade do equipamento é bastante importante, sendo a simulação do processo uma técnica que vem sendo bastante estudada pelos pesquisadores para este fim. Contudo, os modelos matemáticos reportados na literatura são bastante limitados, pelo fato de se deterem ao uso de geometria cilíndrica e poucos são os trabalhos que assumem condições de operação em regime transiente. Desta forma fica evidente a necessidade de serem apresentadas soluções mais amplas e rigorosas para o problema em questão. Neste sentido, este trabalho tem como objetivos apresentar um modelo pseudo-homogêneo tridimensional em regime transiente para descrever a distribuição de temperatura no interior de um reator de leito fixo com geometria cilíndrico-elíptica a fim de que se possa fornecer um prognóstico fiel do perfil de temperatura no interior do leito com o propósito de acompanhar a dinâmica do processo no decorrer do tempo. A equação da energia aplicada ao meio poroso será escrita em coordenadas cilíndrico-elípticas e discretizada numericamente por intermédio do método dos volumes finitos. Resultados numéricos da distribuição de temperatura no interior do reator serão mostrados e analisados.
Palavras-chave: reator; cilindro; elíptico; transferência de calor; transiente