RESUMO -A aplicação de nanomateriais tem recebido especial atenção devido a suas propriedades físicas e químicas e suas diversas aplicações. Em comparação com os métodos convencionais de produção de nanopartículas, o processo Flame Spray Pyrolysis (FSP) tem a vantagem de que os materiais de partida são dissolvidos diretamente em um combustível e, portanto, podem ser facilmente fornecidos à zona de reação. Desta forma, a compreensão abrangente do processo FSP e do efeito de suas variáveis sobre as características das nanopartículas formadas é de fundamental importância para o desenvolvimento de técnicas de produção em larga escala. O objetivo deste trabalho é avaliar a atomização giratória em reatores de spray flamejante por aplicação das técnicas de fluidodinâmica computacional (CFD). Os principais resultados mostram uma validação qualitativa da forma do spray a frio, a morfologia da chama e campos de velocidade e temperatura para duas distintas configurações. Observou-se que o atomizador 30º/15º apresentou uma largura de chama 4% maior e uma altura 2,8% maior em relação ao atomizador 30º/5º, além de um alcance da zona de evaporação de 2,5 vezes maior.Palavras-chave: Produção de Nanopartículas, Fluidodinâmica Computacional, Modelagem Matemática, Spray Flamejante (FSP), Atomização Giratória. INTRODUÇÃOA importância das nanopartículas aumentou nos últimos anos devido as suas propriedades físicas e químicas e diversas aplicações tais como, catálise (Fischer-Tropsch), células fotovoltaicas (TiO2), sensores de gás, indústria de pigmentos (TiO2) entre outras. Devido a todas estas aplicações, cresce a necessidade de um processo de fabricação mais eficiente, em maior escala (Ramlow, 2013). Neste sentido, o processo Flame Spray Pyrolysis (FSP) apresenta-se como uma técnica altamente promissora e versátil para a síntese rápida e em boa escala de nanomateriais com aplicações em engenharia. O Processo FSP foi introduzido em 2002 por Mädler et al. e baseia-se na utilização exclusiva de precursores líquidos altamente exotérmicos, em particular os baseados em solventes orgânicos, que dão origem às chamas autossustentáveis. Um precursor é um componente químico no qual o elemento desejado é incorporado e liberado durante a combustão, sob a forma de partículas. A mistura do "precursor e combustível" é pulverizada através de um bico para uma zona de reação e lá é atomizado a partir de um gás de Área temática: Simulação, Otimização e Controle de Processos 1
RESUMO -Nanopartículas (NPs) inorgânicas podem ser produzidas por pirólise em reatores de spray flamejante (Flame Spray Pyrolysis -FSP). Aplicações em áreas estratégicas como catálise e revestimentos nanoestruturados têm chamado a atenção para o aprimoramento desta tecnologia. Neste sentido, NPs compostas podem ser obtidas em reatores de dupla chama, que possuem dois bicos atomizadores onde são dispersos dois precursores distintos. É no interior das chamas principais que ocorre a oxidação do precursor e síntese das NPs. O objetivo deste trabalho é aplicar um modelo matemático tridimensional na avaliação da interação entre chamas em um reator de spray flamejante por técnicas de fluidodinâmica computacional (CFD). Os principais resultados mostram os perfis de temperatura e fração de mistura para duas distintas configurações. Observou-se uma maior intensidade de mistura para a distância entre os atomizadores de 70 mm, onde o ponto de intersecção entre os sprays encontra-se a 100 mm do bico (para ângulos de 20°).Palavras-chave: Produção de Nanopartículas, Fluidodinâmica Computacional, Pirólise em Spray Flamejante (FSP), Reatores de Dupla Chama.
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