Análise de modelos de transporte pneumático : revisão sistemática da literatura e aplicação em um sistema industrial
| Autor: | Lima, Yuri Oliveira |
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| Přispěvatelé: | Riascos, Luis A. M. (Luis Alberto Martinez Riascos), Sousa, Lucas Massaro, Ferreira, Maria do Carmo |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2021 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFABC Universidade Federal do ABC (UFABC) instacron:UFABC |
| Popis: | Orientador: Prof. Dr. Luis Alberto Martinez Riascos Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2022. O transporte pneumático é amplamente utilizado por diversos segmentos industriais. Suas vantagens englobam flexibilidade nas rotas de transporte, transporte em longas distâncias, redução de poluentes, quando comparados com transportes mecânicos. Entre suas desvantagens, é possível destacar alto consumo energético devido à utilização de grandes quantidades de ar comprimido. Estudos para melhorar a eficiência dos sistemas de transporte pneumático são realizados constantemente, porém a inexistência de modelos unificados indica a necessidade de analisar diversos modelos. Entre estes estudos, destacam-se os estudos de variáveis relacionadas ao consumo energético, a queda de pressão e velocidade do gás. Foi realizado uma revisão sistemática da literatura coletando artigos de três bases acadêmicas e graduando-os de acordo com palavras chave a fim de obter equações experimentais preditivas de velocidade do fluído, queda de pressão e fator de fricção de sólidos. Houve coleta de dados experimentais com um sistema de transporte pneumático com um protótipo de alimentador de sólidos desenvolvido pela empresa Zeppelin Systems Latin America, chamado de ejetor pressurizado Batchpump. Este protótipo é similar a um pequeno vaso de pressão, para transporte de material em bateladas de 100L. A instalação de transporte era composta de uma tubulação de 133m de comprimento e 3 polegadas de diâmetro, 5 curvas de 90º e uma curva de 180º, todas de raio longo, para transporte de calcário calcítico moído de densidade bulk solta de 970kg/m³ e diâmetro médio de 88µm. As equações coletadas na bibliografia foram comparadas, identificando o que cada autor considerava diretamente ou inversamente proporcional, e identificou-se que a maioria das equações convergiam neste quesito, mesmo com alteração da intensidade desta influência por se tratar de equações experimentais. Calculou-se os coeficientes experimentais de cada equação de fricção de sólidos e constatou-se a inadequação de utilizar este fator de fricção de sólidos como uma constante, sendo necessário utilizar equações de predição de comportamento com base em outras variáveis, como razão de sólidos e velocidade. Esta alteração implicou uma redução do erro médio de 35% para 10%, o que impacta na capacidade de predição de um sistema de transporte e consequentemente redução do sobredimensionamento de sistemas, tendo uma maior possibilidade de trabalhar em pontos de menor consumo energético. Pneumatic conveying is widely used by several industrial segments. Its advantages include flexibility, transportation over long distances, reduction of pollutants, when compared to mechanical conveying. Among its disadvantages, it is possible to highlight high energy consumption due to the use of large amounts of compressed air. Studies to improve the efficiency of pneumatic transport systems are constantly carried out, but the lack of unified models indicates the need to analyze several models. Among these studies, the studies about variables related to energy consumption, pressure drop and gas velocity stand out. A systematic review of the literature was carried out by collecting articles from three academic databases and ranking them according to keywords in order to obtain predictive experimental equations of fluid velocity, pressure drop, and the friction factor of solids. Experimental data were collected with a pneumatic transport system with a solid feeder prototype developed by the company Zeppelin Systems Latin America, called a pressurized Batchpump ejector. This prototype is similar to a small pressure vessel, to transport material in batches of 100L. The transport facilities consisted of a pipeline of 133m in length and 3 inches in diameter, 5 bends of 90º and one bend of 180º, all of long radius, for the transport of crushed limestone with a loose bulk density of 970kg/m³ and diameter average of 88µm. The equations collected in the bibliography were compared, identifying what each author considered directly or inversely proportional, and it was found that most equations converged in this regard, even with a change in the intensity of this influence, as they were experimental equations. The experimental coefficients of each solid friction equation were calculated, and the inadequacy of using this solid friction factor as a constant was verified, being necessary to use a behavior prediction equation based on other variables, such as solid ratio and velocity. This change implied a reduction in the average error from 35% to 10%, which impacts the prediction capacity of a transport system and consequently, a reduction in the oversizing of the systems, having a greater possibility of working at points of lower energy consumption. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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