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Tipo: Dissertação
Título: Simulação de biodigestor de fluxo tubular com e sem sistemas de recirculação e aquecimento
Simulation of plug flow digester with and without agitation and heating systems
Autor(es): Vaz, Patrícia Nogueira
Abstract: Os biodigestores têm sido muito utilizados mundialmente, devido ao fato que, associado ao tratamento ambiental pode-se produzir o biogás (fonte de energia) e o biofertilizante, em um mesmo processo. O biodigestor de fluxo tubular é o mais utilizado no Brasil, porém ainda enfrenta grandes dificuldades de implementação por possuir baixa eficiência. Desta forma esta pesquisa buscou propor formas de melhorias para eficiência energética deste biodigestor. Sendo assim apresenta (i) uma revisão sobre o princípio de funcionamento dos reatores anaeróbios, os principais parâmetros e tipos de biodigestores empregados neste processo, bem como as tecnologias desenvolvidas para otimização da biodigestão anaeróbia, como modelagem para simulação e implementação formas de controle e automação, (ii) análise das trocas térmicas do modelo tubular por meio de simulações no software Energy Plus, (iii) estudo do comportamento termodinâmico do biodigestor tubular com e sem a implementação de sistemas de recirculação e aquecimento, através de simulações em CFD. A modelagem realizada no EPlus teve seus dados validados, apresentando erros percentuais médios abaixo de 3 %. E constatou que na ausência de um sistema de aquecimento, este modelo de reator é dependente das variações climáticas locais. Observou-se também que a temperatura média alcançada com o sistema de aquecimento, 33 oC, é uma temperatura considerada ótima para a produção de biogás. Portanto, a simulação mostrou ser uma ferramenta importante para estudos com esse modelo de biodigestor e pode auxiliar tanto no dimensionamento de novas unidades quanto na avaliação de modelos existentes.
The digesters have been widely used worldwide, because, together with the environmental treatment, biogas (energy source) and fertilizer can be produced in the same process. The plug flow digester is the most used in Brazil, but still faces great difficulties of implementation because it has low efficiency. In this way, this research sought to propose ways of improving the energy efficiency of this digester. Thus, it presents (i) a review on the operating principle of anaerobic reactors, the main parameters and types of digesters used in this process, as well as the technologies developed to optimize anaerobic digestion, such as modeling for simulation and implementation of control and automation forms; (ii) analysis of the thermal changes of the plug flow model through simulations in the Energy Plus software; e (iii) study of the thermodynamic behavior of the plug flow digester with and without the implementation of agitation and heating systems, through simulations in CFD. The modeling performed in EPlus had its data validated, presenting average percentage errors below 3%. In addition, he found that in the absence of a heating system, this model of the reactor is dependent on local climatic variations. It was also observed that the mean temperature reached with the heating system, 33 °C, is a temperature considered optimal for the production of biogas. Therefore, the simulation showed to be an important tool for studies with this model of the digester and can help both in the design of new units and in the evaluation of existing models.
Palavras-chave: Biodigestores
Biodigestores - Simulação por computador
Bioenergia
Resíduos de animais - Tratamento térmico
CNPq: Energização Rural
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Mestre em Engenharia Agrícola
Citação: VAZ, Patrícia Nogueira. Simulação de biodigestor de fluxo tubular com e sem sistemas de recirculação e aquecimento. 2019. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2019.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27384
Data do documento: 15-Fev-2019
Aparece nas coleções:Engenharia Agrícola

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