Metodologia para análise do comportamento fluidodinâmico multifásico em precipitadores eletrostáticos

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo e metodologia para analisar o desempenho de precipitadores eletrostáticos (PES). No intuito de otimizar o tempo computacional para aplicações em escala real, adotou-se a formulação fluidodinâmica multifásica contínua (MCFD) para obtenção das principais grandezas mecânicas do processo de limpeza de gases em PES. Outra parte do método calcula as grandezas elétricas, campo e potencial elétrico, a densidade de carga e de corrente e baseia-se no Método de Simulação de Cargas (MSC). Estes dois métodos são acoplados para avaliar o desempenho em alguns estudos de casos em PES de pequena e grande escala. Apresentam-se também, alguns procedimentos adotados para medir as principais propriedades que afetam a eficiência nos PES, como é o caso do diâmetro das partículas, a resistividade e a constante dielétrica de cinzas leves. Medições destas propriedades são realizadas e incluídas num dos estudos de caso dos PES simulados para uma usina termelétrica brasileira. Os resultados das simulações são comparados com os obtidos a partir de dados reais e de referências bibliográficas. As simulações apresentam resultados muito próximos aos obtidos a partir das referências citadas e também aos da planta real.<br>

Abstract: This work presents a methodology to study and analyze the performance of electrostatic precipitators (PES). In order to optimize the computational time for applications in real scale, it was adopted the continuous multiphase fluid dynamics formulation (MCFD) to obtain the mechanical quantities of interest in the gas cleaning process in PES. Another part of the method calculates the electrical quantities, field and electric potential, charge density and current and it is based on the Charge Simulation Method (MSC). These two methods are coupled to evaluate the performance of some case studies for ESPs in small and large scale. Some procedures are adopted to measure the most important properties affecting the efficiency of the PES, as the particle diameter, the resistivity and the dielectric constant of fly ash are also presented. These measurements are included in a model of coal-red power plant. The simulation results of these case studies are compared with those obtained from real data and different references. The simulations show results similar to those obtained in the cited references and also to the coal-fired power plant.