Fluidização de partículas sólidas de diferentes coeficientes de atrito: experimentos e simulações numéricas

Resumo

Leitos fluidizados são geralmente utilizados quando se deseja aumento na transferência de massa e/ou calor, sendo comumente encontrados em processos farmacêuticos (granulação de comprimidos), mineração (separação e classificação de sedimentos) e saneamento (tratamento de água), por exemplo. Com a crescente procura de minerais e tratamento de água em todo o mundo, a melhoria destes processos é crucial para alcançar o desenvolvimento económico e os objectivos de protecção ambiental. As aproximações reológicas disponíveis para suspensões granulares densas, como leitos fluidizados muito estreitos, não descrevem bem o comportamento interpartículas na presença de atrito e, portanto, aproximações reológicas precisas podem auxiliar na seleção de materiais e no projeto de leitos fluidizados estreitos. para as diversas aplicações acima mencionadas. Com base neste cenário, propomos para este projeto: I) a medição precisa dos coeficientes de atrito sólido-sólido e efetivo para meios granulares; II) a validação dos coeficientes de atrito partícula-partícula obtidos experimentalmente e em simulações resolvidas CFD-DEM (dinâmica de fluidos computacional - método dos elementos discretos). Os experimentos serão realizadas no Laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux (PIMM) da École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) e as simulações utilizarão o cluster da ENSAM, ambas sob a supervisão do Dr. Jorge Peixinho. Vale ressaltar que o Dr. Peixinho já está colaborando com a UNICAMP e a FAPESP por meio de uma bolsa Sprint FAPESP-CNRS (no âmbito de uma bolsa JP2 - Jovem Pesquisador Fase 2, processo n. 2018/14981-7, na qual a bolsa de doutorado de Vinicius Oliveira está inserido). Dadas as suas diversas aplicações, uma melhor compreensão dos leitos fluidizados sólidos-líquidos estreitos tem um impacto direto na proteção ambiental, no saneamento, na saúde humana e na mineração. Em termos práticos, o estágio BEPE será importante para a formação do doutorando, a bolsa JP2, a colaboração UNICAMP-ENSAM e as colaborações CNRS-FAPESP.