ANÁLISE QUALITATIVA DA PERMEABILIDADE DE UM LEITO UTILIZANDO MODELOS IMPRESSOS 3D SIMILARES A GEOMETRIAS DE CARVÃO VEGETAL

Resumo

Este estudo avaliou a porosidade e a permeabilidade de leitos formados por modelos geométricos com alguma similaridade ao carvão vegetal de uso industrial objetivando compreender como dimensões e geometrias influenciam a permeabilidade. As peças foram impressas em PLA e preenchidas com argamassa para aumento de densidade, com dimensões correspondentes a cilindros de 9 mm de diâmetro e alturas de 11, 21 e 31 mm, além de modelos com seções reduzidas (½ e ¾ da área original da seção transversal para o modelo 9 x 21 mm predominante das misturas). Ensaios experimentais foram realizados para determinação da porosidade total, vazão de óleo sob ação da gravidade e perda de carga ao ar nas vazões 5, 7, 9, 11 e 13 L/min a 2 bares de pressão. Observou-se que a permeabilidade é influenciada não apenas pela porosidade global, mas também pela conectividade e pelo tamanho dos vazios formados pela combinação das partículas. Misturas contendo maior proporção de partículas longas (9 x 31 mm) apresentaram menores perdas de carga e maiores vazões, indicando maior permeabilidade. Em contraste, a adição de partículas menores reduziu a conectividade dos poros, aumentando a resistência ao fluxo. Os resultados confirmam que a permeabilidade do leito não depende unicamente da porosidade total e da homogeneidade dimensional, mas da distribuição e interação geométrica das partículas, indicando que seria um importante parâmetro de controle e/ou avaliação de qualidade de recebimento de carvão vegetal nas usinas de fabricação de ferro gusa.