Simulação Numérica em CFD da Secagem de Serragem de Madeira Comparada a Dados Experimentais em um Secador de Leito Fluidizado
Marcelo R. Q. Medeiros1; Marco A. H. Leite2; Manuel E. C. Cruz1; Albino J. K. Leiroz1
1 Universidade Federal do Rio de Janeiro, Programa de Engenharia Mecânica/COPPE; 2 Petróleo Brasileiro S.A, Centro de Pesquisa & Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0564
Resumo
Este artigo apresenta a comparação de resultados obtidos através de Dinâmica dos Fluidos Computacional com resultados experimentais disponíveis na literatura para a secagem de serragem de madeira. Nas simulações numéricas são utilizados parâmetros de cinética química também disponíveis na literatura. Os materiais considerados são: serragem de madeira com a umidade inicial de 60% como biomassa e como agente fluidizante o ar quente seco a 105 °C com uma corrente de 0,32 m/s. O modelo de equipamento utilizado é um secador de leito fluidizado borbulhante para a secagem em batelada. A metodologia engloba um breve estudo de malha, a realização da simulação numérica do processo de secagem do material adotando a abordagem Euler-Euler, com o modelo viscoso laminar e com transferência de calor e massa. São traçadas as curvas numéricas de umidade, pressão e temperatura. Os resultados numéricos de umidade e umidade calculada em função dos valores de temperatura e de pressão numéricos são comparados aos resultados experimentais. Os resultados obtidos na simulação utilizando parâmetros disponíveis na literatura acompanham o experimento até 250 s, quando a taxa de secagem experimental se torna mais rápida que a simulada. A simulação numérica realizada por outro conjunto de dados disponíveis na literatura indica um processo de secagem mais rápido que o experimento. O balanço de massa instantâneo realizado durante a simulação apresenta erros percentuais entre -2% e 7%.
Palavras-chave: Dinâmica dos Fluidos Computacional; Secagem; Cinética Química; Leito Fluidizado; Serragem de Madeira