Avaliação experimental em diferentes configurações de leitos adsortivos

Autores

DOI:

https://doi.org/10.18265/2447-9187a2022id7961

Palavras-chave:

adsorção, refrigeração, sílica gel, leito poroso, termopares

Resumo

Resultados experimentais da cinética de adsorção de água em diferentes configurações de leitos adsortivos são apresentados neste trabalho. Os leitos têm o formato cilíndrico e são preenchidos com sílica-gel. Este trabalho consiste em propor uma configuração que apresente a maior taxa adsortiva, permitindo posteriormente a construção de equipamentos adsortivos com maior cinética adsortiva, melhor transferência de calor e eficiência. Para a avaliação dos leitos porosos, foi montado um aparato experimental, com os leitos conectados por válvulas a um evaporador, possibilitando a avaliação de diferentes fluxos adsortivos. Para um fluxo radial, o adsorvente está confinado entre a tela e a parede interna do leito e para um fluxo axial, o leito poroso tem todo o seu volume preenchido com o adsorvente. Em outra configuração avaliada, o leito era formado por uma tela retangular localizada na parte central do leito poroso, permitindo que o preenchimento com o adsorvente ocorra apenas na metade do leito. A obtenção de termogramas, por meio de termopares colocados no interior dos leitos e da variação da taxa adsorvida em função do tempo, permitiu caracterizar e comparar a cinética da adsorção dessas três configurações estudadas. Os resultados experimentais demostraram que o leito com a tela concêntrica, apresentou maior taxa adsortiva permitindo que essa configuração seja aplicada a um sistema de refrigeração por adsorção.

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Referências

ARISTOV, Y.. I.; RESTUCCIA, G.; CACCIOLA, G.; PARMON, V. N. A family of new working materials for solid sorption air conditioning systems. Applied Thermal Engineering. v. 22, n. 2, p. 191-204, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S1359-4311(01)00072-2.

ALBRIGHT, L. F. Albright’s Chemical Engeneering Handbook. New York: CRC Press, 2008.

AMORIM, J. A.; VIEIRA, H. M.; ANDRADE, C. H. T.; MEDEIROS, J. M.; SANTOS, J. C.; GURGEL, J. M. Experimental sorption dynamic in packed bed of silica gel. Journal of Porous Media, v. 16, n. 2, p. 515-525, 2013. DOI: https://doi.org/10.1615/JPorMedia.v16.i6.30.

CHAKRABORTY, A.; SAHA, B. B.; ARISTOV, Y. I. Dynamic behaviors of adsorption chiller: Effects of the silica gel grain size and layers. Energy, v. 78, p. 304-312, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.10.015.

CHANG, K.-S.; CHEN, M.-T.; CHUNG,T.-W. Effects of the thickness and particle size of silica gel on the heat and transfer performance of a silica gel-coated bed for air-conditioning adsorption systems. Applied Thermal Engineering, v. 25, n. 141-15, p. 2330-2340. 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2004.12.020.

DABROWSKI, A. Adsorption: from theory to practice. Advances in Colloid and Interface Science, v. 93, n. 1-3, p. 135-224, 2001. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0001-8686(00)00082-8.

DAWOUD, B.; ARISTOV, Y. Experimental study on the kinetics of water vapor sorptionon selective water sorbents, silica gel and alumina under typical operating conditions of sorption heat pumps. International Journal of Heat and Mass Transfer, v. 46, p. 273-281, 2003. DOI: https://doi.org/10.1016/S0017-9310(02)00288-0.

KUBOTA, M.; UEDA, T.; FUJISAWA, R.; KOBAYASHI, J.; WATANABE, F.; KOBAYAFHI, N.; HASATANI, M. Cooling output performance of a prototype adsorption heat pump with fin-type silica gel tube module. Applied Thermal Engineering, v.28, n. 2-3, p. 87-93, 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2007.04.014.

MASEL, R. I. Principles of adsorption and reaction on solid surfaces. Canada: Wiley, 1996.

OLIVEIRA, L. G.; LIMA, W. C. P. B.; LIMA, A. G. B. Transporte de calor em regime permanente em um reator cilíndrico circular de leito fixo: um estudo experimental. Revista Eletrônica de Materiais e Processos, v. 6, n. 1, p. 48-58, 2011. Disponível em: http://www2.ufcg.edu.br/revista-remap/index.php/REMAP/article/view/168. Acesso em: 23 nov. 2023.

RUTHVEN, D. M. Principles of adsorption and adsorption processes. New York: Wiley, 1984.

RIFFEL, D. B. Estudo teórico e experimental da dinâmica e da otimização de refrigeradores térmicos por adsorção. 2008. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2008.

RADY, M. A. Experimental and numerical investigations on the performance of dehumidifying desiccant beds composed of silica-gel and thermal energy storage particles. Heat Mass Transfer, v. 45, p. 545-561, 2009. DOI: https://doi.org/10.1007/s00231-008-0459-4.

SUZUKI, M. Adsorption Engineering. Tokyo: Kodansha,1990.

SANTOS, J. C.; LIMA, J. A.; GURGEL, J. M.; MARCONDES, F. Modelling and simulation of water vapor adsorption in silica gel bidisperse beds. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, v. 43, 313, p. 1-14, 2021. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/s40430-021-03018-0.

XIA, Z. Z.; CHEN, C. J.; KIPLAGAT, J. K.; WANG, R. Z.; HU, J. Q. Adsorption equilibrium of water on silica gel. Journal of Chemical & Engineering Data, v. 53, n. 10, p. 2462-2465, 2008. DOI: https://doi.org/10.1021/je800019u.

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Engenharias III - Engenharia Mecânica

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