SIMULAÇÃO 3D DE CIRCULAÇÃO DE FLUXO BIFÁSICO EM FULL LOOP COM VÁRIAS CONCENTRAÇÕES DE SÓLIDOS

Na indústria a constante criação e aperfeiçoamento de projetos pilotos e protótipos para verificação das características físicas e operacionais do equipamento são extremamente importantes para redução de custos e desenvolvimentos de novos produtos. No processo de craqueamento catalítico fluidizado (FCC) esse tipo de estudo é fundamental para otimização da operação, visto que este tipo de processo é amplamente utilizado na indústria petroquímica para produção de diesel, gasolina e outros hidrocarbonetos. Na academia Unidades Pilotos a Frio (UPF) são desenvolvidas para possibilitar o estudo aprimorado deste tipo de processo através de experimentos. Simulações computacionais e CFD também são utilizadas para apoiar estes estudos e a literatura demonstra a importância de se utilizar este tipo de recurso para compreender o escoamento fluidodinâmico deste sistema. Para tal, foi construída uma Unidade Piloto a Frio Virtual 3D (UPFV) respeitando as características construtivas da UPF existente no laboratório Prof. Cornelius Keller, do Departamento de Energia Nuclear (UFPE). Diante disso, o presente trabalho consistiu em realizar simulações em full loop na UPFV, a fim de analisar o escoamento bifásico gás-sólido em regimes de distribuição de sólidos diluído. Para viabilidade destes estudos, foram utilizadas máquinas de alta capacidade do Centro de Informação (CIn) da UFPE. Para todas as simulações o estado estacionário foi alcançado através da estabilização da vazão mássica de sólidos (kg/s) e foi obtida a reprodutibilidade dos resultados através da realização de 5 simulações para cada regime. Perfis fluidodinâmicos axiais e radiais foram obtidos e comparados com a literatura, permitindo uma melhor compreensão do comportamento núcleo-anular em maiores concentrações. Os dados de pressão, velocidade, concentração de sólidos, fração volumétrica de sólidos e taxa de circulação obtidos nas simulações foram comparados com parâmetros calculados através das equações básicas da fluidodinâmica, apresentado concordância entre os resultados obtidos. Comparações com medidas de transmissão gama da UPF e perfis da literatura também foram realizadas, obtendo resultados semelhantes.