Perfis de temperatura em um reator de hidrólise para processamento de biomassas agrícolas usando água a alta pressão
Resumo
Neste trabalho de conclusão de curso, cálculos de transferência de calor e perfis de temperatura foram avaliados em um reator de aço inox 316L (50 mL) usado para hidrólise de biomassas agrícolas usando água a alta pressão. Os cálculos foram necessários porque o conhecimento e o controle da temperatura dentro do leito de processamento é o fator mais importante para reação em alta pressão (hidrólise subcrítica). Dissipação de calor por convecção e condução foram considerados nos cálculos. Utilizou-se o método de separação de variáveis para resolver o problema de condução bidimensional, uma vez que a transferência de calor ocorre em duas dimensões porque há um gradiente de temperatura em “x” e em “r” devido ao escoamento de água pré-aquecida no leito de reação. Para os testes operacionais do equipamento, foram consideradas temperaturas de 180, 220 e 260°C na hidrólise subcrítica. Através de softwares de programação e modelagem, foram obtidos perfis de temperatura do fluido interno a partir dos métodos de separação de variáveis e elementos finitos, assim como, perfis de aquecimento do reator, usando condições de contorno conhecidas. Os principais resultados indicaram que a temperatura de entrada e a velocidade do fluido no interior do reator, influenciam diretamente no perfil de temperatura do escoamento, sendo atingido o estado estacionário de escoamento após 60 mm com uma vazão de 15 mL/min e 85 mm com uma vazão de 30 mL/min.
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