Rotary dryers are widely used in various industries. Although numerous research efforts have focused on characterizing the dynamics of these equipments, the design of rotating dryers is complex, and theoretical studies are necessary to gain an in-depth understanding of the dynamics of particles in these dryers. This paper aims to investigate the particle dynamic behavior in a rotating drum with flights, based on CFD and experimental results. In the numerical study it was used the Eulerian-Eulerian multiphase model along with the kinetic theory of granular flow. The holdups of solids in the flights were compared with experimental data, using a methodology created specifically for this purpose. The simulated results were in good agreement with the experimental data and the present work has shown that the Eulerian approach has been able to predict the fluid dynamics behavior in different operating conditions.
RESUMO -Os secadores rotatórios são equipamentos bastante utilizados devido à flexibilidade de operação e a elevada capacidade. Estes equipamentos consistem em tambores cilíndricos dotados de suspensores, que ao girarem promovem o cascateamento do sólido no interior do secador. Apesar da vasta aplicação do equipamento, ainda existe uma deficiência na modelagem do escoamento das partículas nos mesmos. Devido ao crescente aumento da capacidade de processamento dos computadores aliado ao alto custo das plantas piloto, a fluidodinâmica computacional (CFD) é uma ferramenta que tem sido cada vez mais utilizada no auxílio á compreensão do escoamento. Uma das abordagens do CFD é a abordagem Euler-Euler, que além de requerer um esforço computacional menor do que a Lagrangeana, permite fazer simulações mesmo em grandes escalas com um menor número de parâmetros. Quantificar o hold up nos suspensores é de extrema importância para a compreensão do escoamento, para isto, este trabalho foi pioneiro no desenvolvimento de uma metodologia que permite, através da análise de imagens, calcular a massa de sólidos nos suspensores do tambor rotatório, em função da posição angular, utilizando perfis de escoamento obtidos na simulação. Os resultados foram então comparados com ensaios experimentais. A modelagem utilizada na simulação foi adequada a esse processo e a metodologia desenvolvida se mostrou satisfatória para a utilização da abordagem Euler-Euler. Além disto, os resultados foram relevantes para discutir a natureza numérica do resolvedor FLUENT®.
INTRODUÇÃOOs secadores rotatórios são equipamentos industriais utilizados principalmente na secagem de materiais granulados, apresentando uma grande capacidade de processamento e diversos tipos de aplicação. Segundo SHEEHAN et al. (2005), devido ao seu relativo baixo custo de operação, simplicidade de construção e flexibilidade para operar com diversos tipos de materiais, os secadores rotatórios são os mais utilizados dentre todos os tipos de secadores. O secador rotatório convencional consiste de uma armação cilíndrica, inclinada por um pequeno ângulo com relação à horizontal, que gira em torno do seu próprio eixo longitudinal. Além disso, acoplados internamente ao tambor existem suspensores que irão promover o cascateamento dos sólidos no interior do secador e melhorar o contato com o ar de secagem.
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