Simulação numerica de sistemas gasosos em reatores tubulares utilizando o metodo de volumes finitos

Abstract

Nos reatores tubulares reais, o perfil de velocidade, temperatura e concentração não são uniformes ao longo da seção transversal à direção do escoamento, sendo necessária a utilização de métodos numéricos para a obtenção da conversão final à saída do reator. Neste trabalho é apresentado um procedimento numérico para a obtenção da solução de problemas envolvendo o escoamento de fluídos com transferência de massa e reação química em reatores tubulares reais, onde gradientes de velocidade, temperatura e concentração na direção radial estão presentes. O conjunto de equações governantes é transformado para o sistema de coordenadas generalizadas e discretizado utilizando o método de Volumes Finitos, com o arranjo de variáveis co-localizadas e a função de interpolação do esquema WUDS. O método SIMPLEC é utilizado para tratamento do acoplamento pressão-velocidade e o sistema de equações algébricas resultante é resolvido utilizando o método MSI modificado. Esta metodologia de solução é empregada para a obtenção da solução do problema de craqueamento térmico do etano e da acetona, da reação de oxidação do o-xileno e da desidrogenação do etilbenzeno. Os resultados numéricos obtidos são comparados com os resultados apresentados na literatura.