9. Transporte de calor em regime permanente em um reator cilíndrico circular de leito fixo: um estudo experimental

Resumo

O objetivo deste trabalho é apresentar medidas pontuais (axiais e radiais) de temperatura num reator de leito fixo de 5,7 cm de diâmetro interno, compactado com partículas cilíndricas de óxido de zinco (catalisador industrial) com 3,0 mm de diâmetro médio. O reator é percolado axialmente (de baixo para cima) por uma corrente de ar quente com número de Reynolds entre 105 e 185. A temperatura do ar na entrada do reator é mantida constante e uniforme em 70ºC e a parede do leito mantida a 22,5ºC por água de refrigeração, que circulava por uma camisa cilíndrica que envolvia o reator. As medidas de temperatura foram realizadas em quatro posições radiais (0,0; 0,855; 1,710; 2,565 cm) ao longo do raio do tubo e em dez posições axiais do leito compactado (1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 cm). Os dados de temperatura coletados foram tratados estatisticamente. Foi proposto um modelo matemático para descrever a temperatura do sistema fluido-partícula ao longo da posição radial que se ajusta muito bem aos dados experimentais. Verificou-se que ocorreram elevados gradientes de temperatura em ambas as direções axial e radial, até mesmo próximo ao centro do reator, e que estes gradientes de temperatura sofrem forte influência da velocidade mássica do fluido percolante.