Modelagem em cfd de um misturador estático rotacional para produção de biodiesel

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  • Publicado : 6 de abril de 2011
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MODELAGEM EM CFD DE UM MISTURADOR ESTÁTICO ROTACIONAL PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL
BARRETO, M. L. G, Universidade Federal de Sergipe; ANDRADE, A. D. S., Universidade Federal de Sergipe; SANT’ANNA, M. C. S., Universidade Federal de Sergipe; SILVA, G. P., Universidade Federal de Sergipe; SILVA, G. F., Universidade Federal de Sergipe.

RESUMO
O CFD é um pacote computacional que vem ganhando cadavez mais importância no ramo das engenharias, principalmente nos setores de processos químicos, petróleo, gás, biocombustíveis, energia e ambiental, entre outros. Isso, porque através dessa ferramenta podemos obter previamente uma idéia do comportamento do fluido, como também da transferência de massa e calor, além de resolver equações que envolvem todos os problemas de fluidodinâmica do caso. Ouso desse dispositivo ganha ainda mais importância e credibilidades porque seus resultados se aproximam da realidade, contribuindo para as engenharias e indústrias minimizarem custos econômicos e tempo. Os misturadores estáticos, dispositivos usados ​​para a mistura de líquidos imiscíveis em uma configuração compacta, foram encontrados para serem eficazes na realização de reações detransesterificação inicial de um óleo vegetal e uma álcool gerando assim uma grande possibilidade de utilização de misturadores estáticos como um reator de fluxo contínuo para a produção de biodiesel A confiabilidade do projeto está no desenvolvimento de uma geometria modificada do convencional dos sistemas de escoamento para que este possa ser utilizado com mais eficiência nos processos de produção de biodiesel.Escolheu-se uma geometria padrão de misturadores estáticos com algumas modificações, com diâmetro de entrada e saída foram reduzidos para 2 cm, raio do corpo central com 4 cm, e altura com 10 cm. Foi aplicado um modelo de turbulência para misturadores, o modelo utilizado foi o k-€, à pressão e temperatura constantes de 1 atm e 30 °C respectivamente. Condições de perfil de velocidade foramcalculadas a partir do número de Reynolds em regimes turbulentos com o número de RE>3000 para a velocidade de entrada dos fluidos. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência da mistura para produção de biodiesel óleo/álcool levando como parâmetro um misturador estático rotacional em regime turbulento.
Palavras chaves: CFD, Misturadores Estáticos, Biodiesel
INTRODUÇÂO
A fluidodinâmicacomputacional CFD (do inglês Computational Fluid Dynamics) é uma técnica que abrange métodos computacionais utilizados para a simulação de escoamentos que envolvem fluidos em movimento, com ou sem troca de calor, incluindo escoamentos internos e externos, (FORTUNA, 2000).
Diferentemente das técnicas experimentais, que permitem a obtenção de dados globais de comportamento e eficiência, a técnica de CFDpossibilita a determinação do comportamento local dentro do sistema de mistura, (JOAQUIM Jr. 2008).
A versatilidade na obtenção de distribuições de velocidades, pressões, temperaturas, entre outras grandezas ou propriedades do escoamento em qualquer região de um sistema agitado, faz com que o emprego desta técnica seja amplo. Mediante os resultados numéricos obtidos através de simulações em CFD épossível otimizar o projeto, diminuindo seus custos, uma vez que é minimizada a necessidade de ensaios experimentais, os quais servem como validação dos modelos das simulações efetuadas, (JOAQUIM Jr. 2008).
Os misturadores estáticos podem ser aplicados em processos por batelada, em recirculação, ou em processos contínuos.
Misturadores estáticos consistem especialmente concebidos imóvelgeométrica elementos dentro de um tubo ou uma coluna e criar eficazes radial mistura de dois líquidos imiscíveis em que o fluxo através do mixer. Recentemente, têm sido utilizados na síntese de biodiesel contínua em combinação com outros aparelhos, (NOUREDDINI et al, 1998; PETERSON, 2002).
Segundo Oldshue (1983), a maioria dos misturadores estáticos pode ser empregada no regime turbulento. Entretanto,...
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