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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudo dos efeitos do tamanho e distribuição granulométrica de partículas cilíndricas de bambu sobre a velocidade de mínima fluidização de misturas contendo areia como material inerte
Title Alternative: Study of the effects of size and particle size distribution of cylindrical particles of bamboo on the velocity of minimum fluidization of mixtures containing sand as inert material
Author: Nakashima, Flavio Mitsuo, 1959-
Advisor: Bizzo, Waldir Antônio, 1955-
Abstract: Resumo: Misturas compostas por combustíveis sólidos (biomassas, carvão, xisto ou resíduos sólidos) e areia tem merecido atenção crescente nas últimas décadas, por serem empregadas em processos de geração de energia (combustão, pirólise ou gaseificação) utilizando a tecnologia de leito fluidizado. Existem na literatura resultados da velocidade de mínima fluidização (Umf) apresentando comportamentos diferentes em função de variáveis como fração em massa e tamanho da partícula. Isto pode ser atribuído, principalmente, à grande diversidade de formatos, dimensões, distribuição granulométrica e densidade das biomassas. O objetivo deste trabalho foi determinar experimentalmente a influência do tamanho e da distribuição granulométrica de partículas de bambu com diâmetro nominal de 2 mm e comprimento nominal de 2, 4, 8 e 16 mm, adicionadas à 90% e 95% de areia, em massa. Foram testadas sete misturas, sendo quatro compostas por areia e partículas de bambu com diferentes proporções da relação comprimento/diâmetro 1, 2, 4 e 8, denominadas de misturas 1 a 4 e três misturas compostas por areia e bambu de um único comprimento em cada mistura (comprimento/diâmetro 1, 2 e 8), denominadas de mistura ldc1, ldc2 e ldc8, respectivamente. Os resultados experimentais mostraram que a Umf das misturas aumenta com o aumento do percentual de bambu na mistura de 5% para 10%, em massa. Considerando somente o valor da grandeza da Umf, para a proporção de materiais 5% de bambu/ 95% de areia, as misturas testadas apresentaram 91% de variação (relação entre o menor e o maior valor da Umf). Para a proporção de materiais 10% de bambu/ 90% de areia, esta variação foi de 94%. De forma geral, esta ordem de grandeza de variação da Umf não é significativa para aplicações práticas de engenharia, podendo se considerar que para as misturas estudadas com a proporção de materiais 5% de bambu/ 95% de areia e para as misturas com a proporção de materiais 10% de bambu/ 90% de areia, a Umf independe da distribuição granulométrica e do tamanho de partículas. Uma análise dos detalhes dos resultados obtidos experimentalmente é apresentada, em que se constata que as partículas de bambu presentes no leito exercem uma pequena influência na Umf devido à sua adição no leito com areia, e depende de parâmetros como quantidade, distribuição granulométrica e tamanho de partícula

Abstract: Mixtures composed of solid fuels (biomasses, coal, shale or solid residues) and sand have received increasing attention in the last decades, because they are used in processes of generation of energy (combustion, pyrolysis or gasification) using fluidized bed technology. There are in the literature results of the minimum fluidization velocity (Umf) presenting different behaviors as a function of variables such as mass fraction and particle size. This can be attributed, mainly, to the great diversity of formats, dimensions, particle size distribution and biomass density. The objective of this work was to determine the influence of size and particle size distribution of bamboo particles with nominal diameter of 2 mm and nominal length of 2, 4, 8 and 16 mm, added to 90% and 95% sand, by weight. Seven blends were tested, four of which were composed of sand and bamboo particles with different proportion of the relation length/ diameter = 1, 2, 4 and 8, named as mixtures 1 to 4 and three mixtures composed of sand and bamboo particles with only one length in each mixture (length/ diameter = 1, 2 and 8), called as mixture ldc1, ldc2 and ldc8, respectively. Experimental results showed that the Umf of the mixtures increases with increasing percentage of bamboo in the mixture from 5% to 10% by weight. Considering only the value of the magnitude of the Umf, for the proportion of materials 5% bamboo/ 95% sand, the mixtures tested showed 91% variation (relation between the lowest and highest value of Umf). For the proportion of materials 10% bamboo/ 90% sand, this variation was 94%. In general, this order of magnitude of variation of the Umf is not significant for practical engineering applications, and it may be considered that for the mixtures studied with the proportion of materials 5% bamboo/ 95% sand and for the mixtures with the proportion of materials 10% bamboo/ 90% sand, the Umf is independent of particle size distribution and particle size. It is presented an analysis of the details of the results obtained experimentally, in which it is observed that the bamboo particles present in the bed exert a small influence on the Umf resulting from its addition in the bed with sand, and it depends on parameters like quantity, particle size distribution and particle size
Subject: Leito fluidizado
Misturas binarias
Bambu - aplicações
Biomassa
Fluidização
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: NAKASHIMA, Flavio Mitsuo. Estudo dos efeitos do tamanho e distribuição granulométrica de partículas cilíndricas de bambu sobre a velocidade de mínima fluidização de misturas contendo areia como material inerte. 2018. 1 recurso online (214 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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