ABSTRACT O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do... more ABSTRACT O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do G7, ao lado de China e Indía. O crescimento de um país está pautado na capacidade de geração de energia; área que o Brasil também vem se destacando com os biocombustíveis. A utilização direta do sebo bovino como biocombustível em caldeiras geradoras de vapor tem sido uma alternativa aos óleos do tipo A e B, também conhecidos como BPF – combustíveis de origem fóssil onde A, alto, e B, baixo, se referem aos teores de enxofre presente no óleo e o número 1 ou 2, inserido após as letras, está relacionado com a viscosidade do combustível 1,2. Este fato justifica os estudos comparativos, como o presente, que formam subsídio à determinação de possíveis viabilidades na utilização do sebo bovino em substituição ao óleo de origem fóssil. A obtenção do sebo bovino para queima em caldeiras pode ser considerada simples, pois não necessita da reação de transesterificação do triglicerídeo com o álcool na presença de um catalisador. A transesterificação se tornou comum na obtenção do biodiesel, através de óleos e gorduras de origem vegetais ou animal, para a utilização como combustível em motores de combustão interna 3. Antes mesmo das análises, é possível observar que o sebo bovino apresenta vantagens ambientais ao se tratar de um biocombustível de origem animal. Mesmo possuindo um poder calorífico 10% inferior ao do óleo combustível, o sebo bovino promove uma redução de aproximadamente 8% nos custos operacionais das caldeiras. A redução da poluição e de material particulado é outro bom motivo para utilização desse biocombustível. Além disso, por se tratar de um combustível oxigenado, a queima do sebo é mais completa que a de óleos combustíveis de origem fóssil, como o óleo A1 2 .
In this work we investigate numerically the pneumatic transport in a horizontal tube. Our modelli... more In this work we investigate numerically the pneumatic transport in a horizontal tube. Our modelling is implemented using the open-source code MFIX. For the code, the gas and solid phases are treated as inter-penetrating continua in an Eulerian framework Then, the locally-averaged (continuum) mass, momentum and energy balance, are solved using a modified version of the SIMPLE method. Here, we explore the effect of different parameters from hydrodynamics on the pneumatic transport results: drag relationship between the two phases, method of solution for the solids granular energy, solids stress models, gas-phase turbulence, collisional and frictional coefficients. Towards validation of our modelling, the results are compared with a set of pneumatic transport experimental correlation data from the literature. The degree of accordance points to the better hydrodynamic model to be used.
Fluidized beds are used in industries in the separation, mixing, drying and combustion operations... more Fluidized beds are used in industries in the separation, mixing, drying and combustion operations. This work analyzed the behavior of a fluidized bed with the open-source MFIX-DEM code developed by the National Energy Technology Laboratory (NETL-USA). For the code, the gas and solid phases are treated in an Eulerian-Lagrangian framework. For the gas-phase, continuity and momentum conservation equations were solved. For the particles, or the solid-phase, was used the Discrete Element Method (DEM), which describes the contact and collisions phenomenon's from the spring-dashpot-friction concepts, by means of an explicit numerical approach. A two-dimensional grid with gas injection was used through a distributor at the bottom of the bed. The granular material analyzed was the soybeans. The gas velocity was varied to determine the influence of pressure drop within the bed. The results obtained by the different drag relationships were compared with the fluidization curves from the experimental data. A good approximation was observed mainly in the prediction of fluidizing behavior and stipulation of the minimum fluidization velocity. Significant differences were observed when comparing the experimental and numerical values of the pressure drop.
RESUMO Leitos fluidizados são usados em indústrias nas operações de separação, mistura, secagem e... more RESUMO Leitos fluidizados são usados em indústrias nas operações de separação, mistura, secagem e combustão. Este trabalho analisa o comportamento de um leito fluidizado com o código livre MFIX-DEM, desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Tecnologias Energéticas (NETL-USA). Nesse código, as fases sólida e gasosa são tratadas numa abordagem euleriana-lagrangeana. Para a fase gasosa, foram resolvidas as equações da continuidade e da conservação de quantidade de movimento. Para as partículas, ou a fase sólida, foi utilizado o Método dos Elementos Discretos (DEM), que descrevem os fenômenos de contato e colisão entre as partículas com o conceito de mola-amortecedor-atrito, por meio de uma abordagem numérica explícita. Uma malha bidimensional, com injeção de gás na região inferior do leito, foi utilizada. Grãos de soja foram o material granular analisado. A velocidade do gás foi variada para determinar a influência na perda de carga do leito e a curva da velocidade de mínima fluidização. Também foram analisados leitos preenchidos com diferentes alturas iniciais (0,08 m, 0,115 m e 0,150 m). Os resultados obtidos por diferentes correlações de arrasto foram comparados com curvas de fluidização experimentais.
Na produção de bioenergia e, de forma mais restrita, dos biocombustíveis, é comum a geração de co... more Na produção de bioenergia e, de forma mais restrita, dos biocombustíveis, é comum a geração de coprodutos resultantes dos processos de extração ou transformação. A grande quantidade de material orgânico deixado sobre o solo após as colheitas de cana-de-açúcar e a glicerina residual do processo de transesterificação na produção do biodiesel, são exemplos clássicos desses coprodutos. Após o advento do biodiesel, apesar da existência de pesquisas inovadoras para utilização da glicerina como matéria-prima de diversos produtos, é fato que atualmente ela pode ser considerada como um passivo ambiental, visto que não há processos para absorver toda a sua produção. Isso justifica a busca por diversas alternativas para seu uso, que vão desde processos de alta tecnologia até processos mais simplistas, como é o caso da sua queima diretamente em caldeiras para geração de vapor. Essa busca por novos mercados para a glicerina é fundamental para absorver o excedente produzido pelas usinas de biodie...
Neste texto é apresentado o planejamento experimental da mistura de Sebo Bovino, Óleo de Soja Deg... more Neste texto é apresentado o planejamento experimental da mistura de Sebo Bovino, Óleo de Soja Degomado e Glicerina Bidestilada, que serviu como base para o desenvolvimento de um novo biocombustível para uso em caldeiras de geração de vapor. Com este planejamento foi possível identificar a proporção entre os três componentes da mistura citados, que foi de 23,07 % (m/m) para o Sebo Bovino, 42,50 % (m/m) para o Óleo de Soja Degomado e 34,43 % (m/m) para a Glicerina. Assim como afirmado pela literatura especializada, o método utilizado se mostrou eficiente para os fins a que foi proposto, otimizando a mistura de maneira viável.
O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do G7, ao l... more O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do G7, ao lado de China e Indía. O crescimento de um país está pautado na capacidade de geração de energia; área que o Brasil também vem se destacando com os biocombustíveis. A utilização direta do sebo bovino como biocombustível em caldeiras geradoras de vapor tem sido uma alternativa aos óleos do tipo A e B, também conhecidos como BPF – combustíveis de origem fóssil onde A, alto, e B, baixo, se referem aos teores de enxofre presente no óleo e o número 1 ou 2, inserido após as letras, está relacionado com a viscosidade do combustível 1,2. Este fato justifica os estudos comparativos, como o presente, que formam subsídio à determinação de possíveis viabilidades na utilização do sebo bovino em substituição ao óleo de origem fóssil. A obtenção do sebo bovino para queima em caldeiras pode ser considerada simples, pois não necessita da reação de transesterificação do triglicerídeo com o álcool na presen...
ABSTRACT O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do... more ABSTRACT O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do G7, ao lado de China e Indía. O crescimento de um país está pautado na capacidade de geração de energia; área que o Brasil também vem se destacando com os biocombustíveis. A utilização direta do sebo bovino como biocombustível em caldeiras geradoras de vapor tem sido uma alternativa aos óleos do tipo A e B, também conhecidos como BPF – combustíveis de origem fóssil onde A, alto, e B, baixo, se referem aos teores de enxofre presente no óleo e o número 1 ou 2, inserido após as letras, está relacionado com a viscosidade do combustível 1,2. Este fato justifica os estudos comparativos, como o presente, que formam subsídio à determinação de possíveis viabilidades na utilização do sebo bovino em substituição ao óleo de origem fóssil. A obtenção do sebo bovino para queima em caldeiras pode ser considerada simples, pois não necessita da reação de transesterificação do triglicerídeo com o álcool na presença de um catalisador. A transesterificação se tornou comum na obtenção do biodiesel, através de óleos e gorduras de origem vegetais ou animal, para a utilização como combustível em motores de combustão interna 3. Antes mesmo das análises, é possível observar que o sebo bovino apresenta vantagens ambientais ao se tratar de um biocombustível de origem animal. Mesmo possuindo um poder calorífico 10% inferior ao do óleo combustível, o sebo bovino promove uma redução de aproximadamente 8% nos custos operacionais das caldeiras. A redução da poluição e de material particulado é outro bom motivo para utilização desse biocombustível. Além disso, por se tratar de um combustível oxigenado, a queima do sebo é mais completa que a de óleos combustíveis de origem fóssil, como o óleo A1 2 .
In this work we investigate numerically the pneumatic transport in a horizontal tube. Our modelli... more In this work we investigate numerically the pneumatic transport in a horizontal tube. Our modelling is implemented using the open-source code MFIX. For the code, the gas and solid phases are treated as inter-penetrating continua in an Eulerian framework Then, the locally-averaged (continuum) mass, momentum and energy balance, are solved using a modified version of the SIMPLE method. Here, we explore the effect of different parameters from hydrodynamics on the pneumatic transport results: drag relationship between the two phases, method of solution for the solids granular energy, solids stress models, gas-phase turbulence, collisional and frictional coefficients. Towards validation of our modelling, the results are compared with a set of pneumatic transport experimental correlation data from the literature. The degree of accordance points to the better hydrodynamic model to be used.
Fluidized beds are used in industries in the separation, mixing, drying and combustion operations... more Fluidized beds are used in industries in the separation, mixing, drying and combustion operations. This work analyzed the behavior of a fluidized bed with the open-source MFIX-DEM code developed by the National Energy Technology Laboratory (NETL-USA). For the code, the gas and solid phases are treated in an Eulerian-Lagrangian framework. For the gas-phase, continuity and momentum conservation equations were solved. For the particles, or the solid-phase, was used the Discrete Element Method (DEM), which describes the contact and collisions phenomenon's from the spring-dashpot-friction concepts, by means of an explicit numerical approach. A two-dimensional grid with gas injection was used through a distributor at the bottom of the bed. The granular material analyzed was the soybeans. The gas velocity was varied to determine the influence of pressure drop within the bed. The results obtained by the different drag relationships were compared with the fluidization curves from the experimental data. A good approximation was observed mainly in the prediction of fluidizing behavior and stipulation of the minimum fluidization velocity. Significant differences were observed when comparing the experimental and numerical values of the pressure drop.
RESUMO Leitos fluidizados são usados em indústrias nas operações de separação, mistura, secagem e... more RESUMO Leitos fluidizados são usados em indústrias nas operações de separação, mistura, secagem e combustão. Este trabalho analisa o comportamento de um leito fluidizado com o código livre MFIX-DEM, desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Tecnologias Energéticas (NETL-USA). Nesse código, as fases sólida e gasosa são tratadas numa abordagem euleriana-lagrangeana. Para a fase gasosa, foram resolvidas as equações da continuidade e da conservação de quantidade de movimento. Para as partículas, ou a fase sólida, foi utilizado o Método dos Elementos Discretos (DEM), que descrevem os fenômenos de contato e colisão entre as partículas com o conceito de mola-amortecedor-atrito, por meio de uma abordagem numérica explícita. Uma malha bidimensional, com injeção de gás na região inferior do leito, foi utilizada. Grãos de soja foram o material granular analisado. A velocidade do gás foi variada para determinar a influência na perda de carga do leito e a curva da velocidade de mínima fluidização. Também foram analisados leitos preenchidos com diferentes alturas iniciais (0,08 m, 0,115 m e 0,150 m). Os resultados obtidos por diferentes correlações de arrasto foram comparados com curvas de fluidização experimentais.
Na produção de bioenergia e, de forma mais restrita, dos biocombustíveis, é comum a geração de co... more Na produção de bioenergia e, de forma mais restrita, dos biocombustíveis, é comum a geração de coprodutos resultantes dos processos de extração ou transformação. A grande quantidade de material orgânico deixado sobre o solo após as colheitas de cana-de-açúcar e a glicerina residual do processo de transesterificação na produção do biodiesel, são exemplos clássicos desses coprodutos. Após o advento do biodiesel, apesar da existência de pesquisas inovadoras para utilização da glicerina como matéria-prima de diversos produtos, é fato que atualmente ela pode ser considerada como um passivo ambiental, visto que não há processos para absorver toda a sua produção. Isso justifica a busca por diversas alternativas para seu uso, que vão desde processos de alta tecnologia até processos mais simplistas, como é o caso da sua queima diretamente em caldeiras para geração de vapor. Essa busca por novos mercados para a glicerina é fundamental para absorver o excedente produzido pelas usinas de biodie...
Neste texto é apresentado o planejamento experimental da mistura de Sebo Bovino, Óleo de Soja Deg... more Neste texto é apresentado o planejamento experimental da mistura de Sebo Bovino, Óleo de Soja Degomado e Glicerina Bidestilada, que serviu como base para o desenvolvimento de um novo biocombustível para uso em caldeiras de geração de vapor. Com este planejamento foi possível identificar a proporção entre os três componentes da mistura citados, que foi de 23,07 % (m/m) para o Sebo Bovino, 42,50 % (m/m) para o Óleo de Soja Degomado e 34,43 % (m/m) para a Glicerina. Assim como afirmado pela literatura especializada, o método utilizado se mostrou eficiente para os fins a que foi proposto, otimizando a mistura de maneira viável.
O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do G7, ao l... more O Brasil tem se destacado internacionalmente como um dos principais países não membro do G7, ao lado de China e Indía. O crescimento de um país está pautado na capacidade de geração de energia; área que o Brasil também vem se destacando com os biocombustíveis. A utilização direta do sebo bovino como biocombustível em caldeiras geradoras de vapor tem sido uma alternativa aos óleos do tipo A e B, também conhecidos como BPF – combustíveis de origem fóssil onde A, alto, e B, baixo, se referem aos teores de enxofre presente no óleo e o número 1 ou 2, inserido após as letras, está relacionado com a viscosidade do combustível 1,2. Este fato justifica os estudos comparativos, como o presente, que formam subsídio à determinação de possíveis viabilidades na utilização do sebo bovino em substituição ao óleo de origem fóssil. A obtenção do sebo bovino para queima em caldeiras pode ser considerada simples, pois não necessita da reação de transesterificação do triglicerídeo com o álcool na presen...
Uploads
Papers by Marcelo Alba