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S IMULAÇÃO D INÂMICA DO R EATOR DE P IRÓLISE DE B IOMASSA Profs. Argimiro Secchi e Evaristo...
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SIMULAÇÃO DINÂMICA DO REATOR DE PIRÓLISE DE
BIOMASSA
Profs. Argimiro Secchi e Evaristo Biscaia
COQ862 – Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos
Michel Bessa dos Santos
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1. INTRODUÇÃO:
• Aumento do consumo de combustíveis não renováveis
• Alto nível de energia devido ao teor carbônico
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1. INTRODUÇÃO:
Pirólise
Isento de agente
oxidanteTemperaturas Relativamente Baixas (300-
600ºC)
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1. INTRODUÇÃO:
Produtos de
Pirólise
CarvãoAlcatrão (Bio-
óleo)
Gás
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2. MODELO MATEMÁTICO:
Modelo Cinético da Reação Primária
tBd
dk10 exp
E1R T
B k20expE2R T
B
tC1d
dk20exp
E2R T
B k30 expE3R T
C1
Condição Inicial:t = 0, B = 1, C1 = 0
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2. MODELO MATEMÁTICO:
Modelo Cinético da Reação Secundária
Condição Inicial:t = 0, C2 = 0t
C2d
d k30 exp
E3R T
C1
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2. MODELO MATEMÁTICO:
Modelo de Transferência de Calor
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2. MODELO MATEMÁTICO:
Solução Numérica
EDPSistema de EDOs Solução
Método dos Volumes Finitos
Método Runge-Kutta
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3. REATOR DE PIRÓLISE DE BIOMASSA:
L/D = 5
Transferência de Calor
apenas radial
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4. RESOLUÇÃO DO MODELO MATEMÁTICO:
Normalização das
Variáveis
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4. RESOLUÇÃO DO MODELO MATEMÁTICO:
Vista SuperiorDivisão dos
Elementos de Volume
Aproximações de Primeira
Ordem
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:
Convergência da Malha
Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:
Convergência da Malha
Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:Convergência da Malha
Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K
Comparação entre N=6 e N=12
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:Convergência da Malha
Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K
Comparação entre N=12 e N=24
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:Convergência da Malha
Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K
Comparação entre N=24 e N=48
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:Validação do Modelo
Comparação da fração mássica residual do modelo com os
pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 303K, Tf =
773K)
Comparação da temperatura do modelo com os pontos
experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 303K, Tf =
673K)
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:Validação do Modelo
Comparação da fração mássica residual do modelo com os pontos
experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf =
593K)
Comparação da temperatura do modelo com os pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf = 593K)
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5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:Validação do Modelo
Comparação da fração mássica residual do modelo com os pontos
experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf =
683K)
Comparação da temperatura do modelo com os pontos
experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf =
683K)
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5. CONCLUSÃO:
• O modelo consegue reproduzir a tendência dos pontos;
• Não foi obtida uma boa predição dos dados experimentais;
• Uma abordagem mais refinada (menos simplificado) para melhorar a predição.