Simulação Dinâmica do Reator de Pirólise de Biomassa

1. COQ862 – Métodos Numéricos para Sistemas Distribuídos Simulação Dinâmica do Reator de Pirólise de Biomassa Profs. ArgimiroSecchi e Evaristo Biscaia Michel Bessa dos Santos

2. 1. Introdução: • Aumento do consumo de combustíveis não renováveis • Alto nível de energia devido ao teor carbônico

3. 1. Introdução: Pirólise Isento de agente oxidante Temperaturas Relativamente Baixas (300-600ºC)

4. 1. Introdução: Produtos de Pirólise Gás Carvão Alcatrão (Bio-óleo)

5. 2. Modelo Matemático: Modelo Cinético da Reação Primária Condição Inicial: t = 0, B = 1, C1 = 0

6. 2. Modelo Matemático: Modelo Cinético da Reação Secundária Condição Inicial: t = 0, C2 = 0

7. 2. Modelo Matemático: Modelo de Transferência de Calor

8. 2. Modelo Matemático: Solução Numérica Sistema de EDOs EDP Solução Método dos Volumes Finitos Método Runge-Kutta

9. 3. Reator de Pirólise de Biomassa: L/D = 5 Transferência de Calor apenas radial

10. 4. Resolução do Modelo Matemático: Normalização das Variáveis

11. 4. Resolução do Modelo Matemático: Vista Superior Divisão dos Elementos de Volume Aproximações de Primeira Ordem

12. 5. Resultados e Discussões: Convergência da Malha Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K

13. 5. Resultados e Discussões: Convergência da Malha Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K

14. 5. Resultados e Discussões: Convergência da Malha Comparação entre N=6 e N=12 Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K

15. 5. Resultados e Discussões: Convergência da Malha Comparação entre N=12 e N=24 Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K

16. 5. Resultados e Discussões: Convergência da Malha Comparação entre N=24 e N=48 Condições: r0 = 0.010m, T0 = 287K, Tf = 683K

17. 5. Resultados e Discussões: Validação do Modelo Comparação da fração mássica residual do modelo com os pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 303K, Tf = 773K) Comparação da temperatura do modelo com os pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 303K, Tf = 673K)

18. 5. Resultados e Discussões: Validação do Modelo Comparação da fração mássica residual do modelo com os pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf = 593K) Comparação da temperatura do modelo com os pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf = 593K)

19. 5. Resultados e Discussões: Validação do Modelo Comparação da fração mássica residual do modelo com os pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf = 683K) Comparação da temperatura do modelo com os pontos experimentais (r0 = 0,010m, T0 = 287K, Tf = 683K)

20. 5. Conclusão: • O modelo consegue reproduzir a tendência dos pontos; • Não foi obtida uma boa predição dos dados experimentais; • Uma abordagem mais refinada (menos simplificado) para melhorar a predição.