SECAGEM EM LEITO VIBRO -FLUIDIZADO Bruno Silva Oliveira¹ ... · na DTR e seu histograma. As...
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SECAGEM EM LEITO VIBRO SECAGEM EM LEITO VIBRO - - FLUIDIZADO FLUIDIZADO Bruno Silva Oliveira Bruno Silva Oliveira Bruno Silva Oliveira Bruno Silva Oliveira¹, , , , Kil Kil Kil Kil Jin Park Jin Park Jin Park Jin Park 2 , Rafael Augustus de Oliveira Rafael Augustus de Oliveira Rafael Augustus de Oliveira Rafael Augustus de Oliveira 3 Faculdade de Engenharia Agrícola (FEAGRI/ UNICAMP). Cidade Universitária “Zeferino Vaz”. Campinas – SP. 1. Aluno de graduação da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP (bolsista FAPESP) – e-mail: [email protected] 2. Professor Titular da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP (Orientador) 3. Doutorando da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP (Co-orientador) Órgão rgão rgão rgão de de de de Fomento Fomento Fomento Fomento: FAPESP : FAPESP : FAPESP : FAPESP Material e Métodos Material e Métodos Introdução Introdução • Distribuição do Tempo de Residência: o método utilizado para essa determinação foi o teste do estímulo e resposta. A análise foi realizada com base na massa do produto (seleção manual) e com base em imagens digitais do produto na saída do secador. Nas imagens, partiu-se dos respectivos histogramas para determinar a concentração de traçador em cada amostra. Realizou-se uma corrida para cada freqüência de trabalho do SVF. Resultados e Discussão Resultados e Discussão A secagem vibro-fluidizada consiste na passagem de um fluxo de ar aquecido através do material no leito, submetido também a agitação mecânica. O estudo teve como objetivo avaliar parâmetros de um secador vibro-fluidizado, determinando- se a distribuição do tempo de residência e perda de carga. Na determinação do tempo de residência, foi proposto um método de análise com base em imagens digitais, comparando o mesmo com o método manual, com base na massa de amostras. Conclusões Conclusões Conclusões Figura 1: Imagem do produto utilizado na DTR e seu histograma. As determinações de perda de carga e levantamento do das velocidades do ar foram realizadas para as condições de sistema aberto e fechado. • Perda de carga e perfil de velocidade: a perda de carga nas câmaras foi medida com manômetros diferenciais em U, para todas as posições das válvulas de insuflamento e exaustão do SVF. Para o levantamento das velocidades e pressões no sistema, utilizou-se tubo de Pitot no insuflamento, na entrada de cada câmara e na saída do secador. Figura 3: Posição das tomadas de velocidade e pressão. •Distribuição do tempo de residência: Tempo de residência médio (s) Freqüência Massa Imagem D.M.R. (%) 1 28,33 36,82 29,95 2 26,75 33,76 26,19 3 31,91 41,44 29,87 4 57,65 59,31 2,88 5 73,73 81,59 10,66 Média 19,91 Neste método calculou-se o tempo de residência médio utilizando apenas as imagens, sem necessidade de dados de massa. Tabela 1: Tempo de residência médio – massa e imagens digitais. Figura 2: Imagem do produto e classificação de traçador. 0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0 20 40 60 80 100 Tempo (s) E (1/s) 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 F (-) Curva E (1/s) Curva F (-) Tempo de residência (s) 0,000 0,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,060 0,070 0 20 40 60 80 100 Tempo (s) E (1/s) 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 F (-) Curva E (1/s) Curva F (-) Tempo de residência (s) Figura 4: Curvas de DTR para freqüência 1 – massa e imagem, respectivamente. •Perda de carga e perfil de velocidade: 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Posição da válvula de insuflamento [-] Perda de carga [kPa] Câmara 1 Câmara 2 Câmara 3 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Posição da válvula de insuflamento [-] Perda de carga [kPa] Câmara 1 Câmara 2 Câmara 3 Figura 5: Curvas de perda de carga - exaustão na posição 6 – sistema aberto e sistema fechado, respectivamente. As maiores perdas de carga ocorreram para as posições mais abertas da válvula de insuflamento (primeiras). As curvas seguiram o mesmo padrão para sistema aberto e fechado. Com o fechamento das válvulas de exaustão, houve aumento na pressão estática no ventilador de exaustão, tanto para sistema aberto quanto fechado. As maiores velocidades ocorreram na câmara 3, por a mesma estar mais próxima do ventilador de insuflamento. A variação da válvula de exaustão teve maior influência sobre as condições do ar de secagem dentro do SVF. Tabela 2: Velocidade, vazão e número de Reynolds –sist. fechado. O método de determinação da DTR com base nas imagens digitais tornou possível essa determinação de maneira mais prática do que a seleção manual. As condições do ar de secagem foram mais influenciadas pela variação da válvula de exaustão, tanto para o sistema aberto quanto fechado. Os resultados obtidos tornam possível a definição dos níveis das variáveis no planejamento experimental da secagem. Combinação das válvulas Velocidade do ar [m/s] Vazão [m 3 /s] Número de Reynolds [-] exaustão X insuflamento Câmara Câmara Câmara 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 X 1 6,14 6,41 9,77 0,19 0,20 0,31 76718 80099 122115 1 X 4 0,65 2,13 5,27 0,02 0,07 0,17 8094 26688 65837 4 X 1 6,15 6,68 9,52 0,19 0,21 0,30 76865 83500 118978 4 X 4 1,11 1,25 5,52 0,03 0,04 0,17 13878 15579 69021 6 X 1 5,79 5,85 7,75 0,18 0,18 0,24 72328 73133 96853 6 X 4 1,48 3,16 5,87 0,05 0,10 0,18 18524 39467 73420 7 X 1 5,66 5,29 7,12 0,18 0,17 0,22 70793 66105 88973 7 X 4 1,61 1,51 5,02 0,05 0,05 0,16 20166 18863 62728 8 X 1 5,18 5,69 7,29 0,16 0,18 0,23 64787 71122 91193 8 X 4 1,92 1,52 4,74 0,06 0,05 0,15 24028 19004 59237 Agradecimentos Agradecimentos Agradecimentos
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SECAGEM EM LEITO VIBROSECAGEM EM LEITO VIBRO --FLUIDIZADOFLUIDIZADO
Bruno Silva OliveiraBruno Silva OliveiraBruno Silva OliveiraBruno Silva Oliveira¹¹¹¹, , , , KilKilKilKil Jin ParkJin ParkJin ParkJin Park2222 , Rafael Augustus de OliveiraRafael Augustus de OliveiraRafael Augustus de OliveiraRafael Augustus de Oliveira3333
Faculdade de Engenharia Agrícola (FEAGRI/ UNICAMP). Cidade Universitária “Zeferino Vaz”. Campinas – SP. 1.Aluno de graduação da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP (bolsista FAPESP) – e-mail: [email protected]
2. Professor Titular da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP (Orientador)3.Doutorando da Faculdade de Engenharia Agrícola da UNICAMP (Co-orientador)
ÓÓÓÓrgãorgãorgãorgão de de de de FomentoFomentoFomentoFomento: FAPESP: FAPESP: FAPESP: FAPESP
Material e MétodosMaterial e Métodos
IntroduçãoIntrodução
• Distribuição do Tempo de Residência: o método utilizado
para essa determinação foi o teste do estímulo e resposta. A análise foi realizada com base na massa do produto (seleção manual) e com base em imagens digitais do produto na saída do secador. Nas imagens, partiu-se dos respectivos histogramas para determinar a concentração de traçador em cada amostra. Realizou-se uma corrida para cada freqüência de trabalho do SVF.
Resultados e DiscussãoResultados e Discussão
A secagem vibro-fluidizada consiste na passagem de um fluxo de ar aquecido através do material no leito, submetido também a agitação mecânica. O estudo teve como objetivo avaliar parâmetros de um secador vibro-fluidizado, determinando-se a distribuição do tempo de residência e perda de carga. Na determinação do tempo de residência, foi proposto um método de análise com base em imagens digitais, comparando o mesmo com o método manual, com base na massa de amostras.
ConclusõesConclusõesConclusões
Figura 1: Imagem do produto utilizado na DTR e seu histograma.
As determinações de perda de carga e levantamento do das velocidades do ar foram realizadas para as condições de sistema aberto e fechado.
• Perda de carga e perfil de velocidade: a perda de carga
nas câmaras foi medida com manômetros diferenciais em U, para todas as posições das válvulas de insuflamento e exaustão do SVF. Para o levantamento das velocidades e pressões no sistema, utilizou-se tubo de Pitot no insuflamento, na entrada de cada câmara e na saída do secador.
Figura 3: Posição das tomadas de velocidade e press ão.
•Distribuição do tempo de residência:
Tempo de residência médio (s)
Freqüência Massa Imagem D.M.R. (%)
1 28,33 36,82 29,95
2 26,75 33,76 26,19
3 31,91 41,44 29,87
4 57,65 59,31 2,88
5 73,73 81,59 10,66
Média 19,91
Neste método calculou-se o tempo de residência médioutilizando apenas as imagens, semnecessidade de dados de massa.
Tabela 1: Tempo de residência médio – massa e imagens digitais.
Figura 2: Imagem do produto e classificação de traçador.
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-)Curva E (1/s)
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Tempo de residência (s)
Figura 4: Curvas de DTR para freqüência 1 – massa e imagem, respectivamente.
•Perda de carga e perfil de velocidade:
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Posição da válvula de insuflamento [-]
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Câmara 3
Figura 5: Curvas de perda de carga - exaustão na pos ição 6 – sistema aberto e sistema fechado, respectivamente.
As maiores perdas de carga ocorreram para as posições mais abertas da válvula de insuflamento(primeiras). As curvas seguiram o mesmo padrão para sistema aberto e fechado.
Com o fechamento das válvulas de exaustão, houve aumento na pressão estática no ventilador de exaustão, tanto para sistema aberto quanto fechado.
As maiores velocidades ocorreram na câmara 3, por a mesma estar mais próxima do ventilador de insuflamento.
A variação da válvula de exaustão teve maior influência sobre as condições do ar de secagem dentro do SVF.
Tabela 2: Velocidade, vazão e número de Reynolds –si st. fechado.
O método de determinação da DTR com base nas imagens digitais tornou possível essa determinação de maneira mais prática do que a seleção manual.
As condições do ar de secagem foram mais influenciadas pela variação da válvula de exaustão, tanto para o sistema aberto quanto fechado. Os resultados obtidos tornam possível a definição dos níveis das variáveis no planejamento experimental da secagem.
Combinação das válvulas
Velocidade do ar [m/s]
Vazão [m3/s]Número de Reynolds
[-]exaustão X
insuflamentoCâmara Câmara Câmara
1 2 3 1 2 3 1 2 31 X 1 6,14 6,41 9,77 0,19 0,20 0,31 76718 80099 1221151 X 4 0,65 2,13 5,27 0,02 0,07 0,17 8094 26688 658374 X 1 6,15 6,68 9,52 0,19 0,21 0,30 76865 83500 1189784 X 4 1,11 1,25 5,52 0,03 0,04 0,17 13878 15579 690216 X 1 5,79 5,85 7,75 0,18 0,18 0,24 72328 73133 968536 X 4 1,48 3,16 5,87 0,05 0,10 0,18 18524 39467 734207 X 1 5,66 5,29 7,12 0,18 0,17 0,22 70793 66105 889737 X 4 1,61 1,51 5,02 0,05 0,05 0,16 20166 18863 627288 X 1 5,18 5,69 7,29 0,16 0,18 0,23 64787 71122 911938 X 4 1,92 1,52 4,74 0,06 0,05 0,15 24028 19004 59237
AgradecimentosAgradecimentosAgradecimentos
