APLICAÇÃO DO SOFTWARE COMSOL NA ANÁLISE DE LIMITAÇÕES DIFUSIONAIS INTERNAS DE CALOR E MASSA EM CATALISADORES POROSOS COM FORMAS GEOMÉTRICAS NÃO CONVENCIONAIS

Abstract

O objetivo deste trabalho é apresentar a aplicação de softwares, especialmente o COMSOL, em problemas envolvendo cálculos complexos, em particular, os relacionados às limitações difusionais internas à transferência de massa e calor, simultâneos, que ocorrem em reações químicas catalíticas usando, como catalisadores, sólidos porosos com diferentes geometrias. Um exemplo de aplicação é apresentado utilizando-se catalisadores comerciais, de diversas geometrias, empregados no processo industrial de reforma a vapor do metano. O problema é formulado a partir das equações gerais da conservação de massa e energia, disponíveis no COMSOL e resolvido utilizando os métodos numéricos presentes no software.  As soluções são apresentadas em forma de gráficos uni, bi e tridimensionais permitindo-se uma boa visualização dos gradientes de concentração e temperatura no interior dos grãos catalíticos. Foram também determinados os fatores de efetividade para diversas geometrias dos grãos e os resultados comparados com as soluções existentes para grãos em forma de cilindro infinito através de rotinas desenvolvidas no software MAPLE.