Ledelse og digitalisering

Os ensaios de permeabilidade e de eficiência de coleta dos filtros a altas temperaturas permitiram compreender o desempenho das diferentes estruturas cerâmicas, fornecendo parâmetros importantes sobre as possibilidades de atuação dos filtros cerâmicos em trabalhos realizados em ambientes hostis. Dos resultados apresentados no presente trabalho conclui-se que:

• A permeabilidade do filtro foi afetada diretamente pelo aumento da

temperatura para todos os filtros cerâmicos. Foi observada uma dependência de

crescimento de k1 com a temperatura. Uma explicação para tal comportamento condiz

com a elevação da temperatura que modificou a estrutura do meio poroso (porosidade

(ε) diâmetro da fibra (df)), razão de uma provável dilatação térmica que ocasionou em

uma alteração da estrutura dos filtros cerâmicos testados influenciando a sua permeabilidade, proporcionando uma maior facilidade de passagem pelo fluido.

• Um aumento linear na queda de pressão quando do aumento da

velocidade foi obtido para o filtro de microfibra de quartzo. As tendências razoavelmente lineares indicaram a predominância das forças viscosas. Neste caso a

constante Darciana, k1 foi obtida através do ajuste da Equação 2.1 que considera

apenas o termo linear (Equação de Darcy). Não foi utilizada a Equação de Forchheimer para o filtro de microfibra de quartzo devido os dados não apresentarem tendência parabólica. Entretanto para os filtros cerâmicos fibrosos e filtros cerâmicos celulares o que foi verificado é que ocorreu um aumento não linear na queda de pressão com o aumento da velocidade. Os dados apresentaram uma tendência parabólica e desta forma foi possível obter o primeiro e o segundo termo da Equação de Forchhermeir (Eq. 2.2). Sendo que a dependência entre as constantes de permeabilidade e a temperatura foi bem ajustada por um polinômio de segunda ordem.

• O efeito da elevação da temperatura para o filtro de microfibra de

quartzo mostrou que para uma mesma velocidade do gás, aumentou a queda de pressão no filtro na medida em que ocorreu a elevação de temperatura. Neste caso

(indica a maior facilidade à passagem do fluido pelo filtro), e a perda de carga também aumenta com a temperatura, essa incoerência foi devido a alterações ocorridas nas propriedades do ar (viscosidade do fluido), e da estrutura cerâmica com

o aumento da temperatura. Foi verificado que o valor da constante darciana, k1 com a

elevação da temperatura foi inferior do que o efeito causado pela temperatura na viscosidade do fluido, razão pela qual ocasionou em um aumento da perda de carga pelo filtro. Diferente do que foi observado com o filtro de microfibra de quartzo, a tendência da queda de pressão foi o de diminuir com o aumento da temperatura para a mesma velocidade do fluido para os filtros cerâmicos fibrosos e os filtros cerâmicos celulares estudados.

• No geral, que todos os valores obtidos das constantes de permeabilidade

Darciana, k1, e constantes de permeabilidade não- Darciana, k2 representaram os

valores de ordem de grandeza esperados para filtros de gases a altas temperaturas e estão na ordem de magnitude esperada para filtros industriais em trabalhos com gases quentes. Os resultados mostraram, entretanto que os filtros cerâmicos fibrosos foram sem dúvida mais permeáveis do que o filtro de microfibra de quartzo e os filtros cerâmicos celulares.

• Os testes de filtração indicaram uma dependência clara entre eficiência

de filtro e temperatura de teste: sendo obtidas eficiências menores com a elevação da temperatura do gás. Altas eficiências de coleta foram alcançadas e as mesmas são sensíveis à temperatura. Foram obtidas eficiências de coleta acima de 95% para partículas na faixa de 2-10 µm para o filtro de microfibra de quartzo e acima de 98% para os filtros cerâmicos fibrosos e celulares nas temperaturas estudadas. Menores eficiências de coleta para maiores temperaturas foram devidos a uma provável expansão térmica da estrutura do filtro que ocasionou em uma dilatação temporária dos canais porosos para o escoamento do fluido. Pode-se afirmar também que o aumento de temperatura provocou alterações nas propriedades do gás (diminuição da densidade e aumento da viscosidade) que alteraram a capacidade de coleta do filtro.

• A eficiência aumentou com o tempo de filtração e diminuiu com o

observada com o aumento na temperatura, confirmando a integridade das membranas de filtração de microfibra de quartzo, cerâmicos fibrosos e cerâmicos celulares.

• O fenômeno de ricochete das partículas, característicos para as regiões

onde predomina o mecanismo inercial, foi verificado experimentalmente para os filtros cerâmicos estudados, em maior destaque para o filtro de microfibra de quartzo em todas as temperaturas.

• Os filtros cerâmicos apresentaram características favoráveis no

emprego para a filtração de gases quentes. Embora uma diminuição na eficiência aconteça com o aumento da temperatura, os níveis de remoção de material particulado permanecem altos e a queda de pressão aceitáveis dentro da faixa estudada.

• Dos modelos teóricos desenvolvidos para meios porosos fibrosos

testados, verificou-se que não são apropriadas para estimar a dependência da permeabilidade do filtro de microfibra de quartzo com a temperatura. De um modo geral os modelos testados superestimaram os dados experimentais e com relação à influência da temperatura verificou-se que os desvios aumentaram com a elevação da temperatura para todas as correlações testadas.

• Uma correlação simples, baseada na clássica equação de DAVIES

(1952), para estimar a permeabilidade representou muito bem os dados experimentais e a sua influência nestes parâmetros com a temperatura, apresentando desvios médios máximos para o meio estudado em torno de 5,9%.

• A correlação proposta para a eficiência de coleta fracionária, que inclui

a dependência da eficiência com a temperatura e uma vez que as correlações propostas são válidas para filtros granulares, representou bem o comportamento experimental para o filtro de microfibra de quartzo, reproduzindo de forma satisfatória as mudanças nas condições experimentais com relação à temperatura.