Buscar

 

RI UFLA (Universidade Federal de Lavras) >
DCF - Departamento de Ciências Florestais >
DCF - Programa de Pós-graduação >
DCF - Ciência e Tecnologia da Madeira - Doutorado (Teses) >

Por favor, utilize esse identificador para citar este item ou usar como link: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/11657

Título: Mechanical and physical properties of Eucalyptus charcoal from pyrolysis under different conditions
Título Alternativo: Propriedades mecânicas e físicas de carvão de Eucalyptus sob diferentes condições de pirólise
Autor(es): Assis, Maíra Reis de
Lattes: http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4139961Z3
Orientador: Napoli, Alfredo
Coorientador: Brancheriau, Loïc
Coorientador: Trugilho, Paulo Fernando
Membro da banca: Trugilho, Paulo Fernando
Membro da banca: Brancheriau, Loïc
Membro da banca: Hein, Paulo Ricardo Gherardi
Membro da banca: Brito, José Otávio
Assunto: Carvão – Análise
Carvão vegetal
Carbonização - Testes ultra-sônicos
Carbonização - Temperatura
Coal – Analysis
Charcoal
Carbonization - Ultrasonic testing
Carbonization - Temperature
Data de Defesa: 3-Jun-2016
Data de publicação: 18-Ago-2016
Agência de Fomento: Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD)
Referência: ASSIS, M. R. de. Mechanical and physical properties of Eucalyptus charcoal from pyrolysis under different conditions. 2016. 153 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2016.
Resumo: Com a realização do presente estudo procurou- se compreender, experimentalmente, o comportamento mecânico de um leito fixo a carvão vegetal de Eucalyptus produzido em diferentes condições de carbonização. Para isso, o trabalho foi dividido em duas fases: (i) caracterização destrutiva e não destrutiva da madeira e do carvão vegetal; (ii) análise do comportamento mecânico de leitos de carvão. Foram realizadas análises das propriedades físicas (densidade básica e aparente, contrações radial e tangencial e ponto de saturação de fibras) e estimativas de propriedades mecânicas (módulo de elasticidade em flexão e compressão, módulo de cisalhamento ) da madeira. A madeira foi carbonizada a temperaturas finais de 500 °C e 900 °C. Determinou- se a densidade aparente, módulo de elasticidade e módulo de cisalhamento do carvão vegetal. A resistência ao esmagamento do carvão vegetal foi obtida convencionalmente por um teste estático nas três direções (radial, tangencial e longitudinal). Num segund o momento, leitos de carvão foram ensaiados em um dispositivo que consiste em um cilindro de aço e um êmbolo empurrado por uma máquina universal de teste. Os experimentos consistiram na realização de testes repetidos de compressão de carvão obtido a 500 °C e 900 °C, de tamanho controlado (granulometrias de 10 e 20 mm) e temperaturas de compressão de 20 °C e 300 °C. Uma distribuição d e tamanho de partículas após os ensaios é obtida como uma função da carga aplicada, sendo classificada quantitativamente por peneiramento e pesagem. Verificou- se que: (a) O módulo de elasticidade e a densidade do carvão aumentaram com a temperatura final de pirólise, mas o efeito da temperatura foi menos significativo para a densidade do carvão. (b ) O módulo de elasticidade e a densidade do carvão vegetal apresentaram maiores valores nas amostras provenientes da região próxima à casca, mas a temperatura de carbonização elevada parece reduzir o efeito da posição radial. (c) Independentemente da temperatura final de carbonização, o carvão vegetal é de fato intimamente correlacionado com a madeira de origem. (d) O melhor preditor para estimar a resistência à compressão do carvão vegetal foi a densidade aparente da madeira somada à interação da temperatura de carbonização e a direção da compressão. (e ) A partir da PCA foi possível separar quatro grupos de acordo com as temperaturas de carbonização e tamanhos de partícula. O efeito da temperatura de compressão dos leitos de carvão não foi significativo, uma vez que a temperatura não é um efeito cumulativo. (f) A dimensão dos fragmentos parece estar correlacionada com a temperatura de carbonização da madeira. (g) Leitos de carvão expostos à temperatura mais elevada de compressão apresentaram menos fragmentos na categoria > 8 mm.
Abstract: This research aimed to understand, experimentally, the mechanical behavior of a fixed bed of Eucalyptus charcoal blast furnace under different carbonization conditions. To attend the main goal, this study was divided into two phases: (i) destructive and non-destructive characterization of wood and charcoal produced at different carbonization temperatures. (ii) mechanical behavior of charcoal beds. Modulus of elasticity (flexion and compression), shear modulus, basic and apparent density, radial and tangential shrinkage and fiber saturation point were determined to evaluate wood properties. In a second step, wood samples were pyrolized at 500 °C and 900 °C. Apparent density, modulus of elasticity and shear modulus of charcoal samples were measured. Finally, the crushing strength was conventionally obtained by a static test in the three directions (longitudinal, radial and tangential). In a second phase, taking into account the procedures for the obtention of charcoal (500 and 900 °C), different granulometries (10 and 20 mm) and temperatures of compression bed tests (20 and 300 °C), a total of eight charcoal layers were made to evaluate the mechanical behavior of the granular medium. An apparatus consisting of a tube and a piston that is pushed by a universal test machine was prepared. The experiments consisted in carrying out repeated compression tests of controlled- sized charcoal with the apparatus. A particle size distribution is obtained as a function of the applied load, which is then classified by screening and weighing. Based on that, the particle size distribution is analyzed quantitatively. It was found that: (a) The charcoal MOE and apparent density increased with the final pyrolysis temperature, but the temperature effect was less significant for density. (b) Charcoal properties were higher for samples cut near the bark, but a high carbonization temperature seemed to reduce this phenomenon. (c) Charcoal is indeed, mechanical and physically, closely related with origin wood, independently of the final carbonization temperature. (d) The best predictor to estimate charcoal crushing strength was wood apparent density associated carbonization temperature and direction of compression. (e) The PCA indicated four groups, identified by different carbonization temperatures and particle sizes. However, the temperature effect of charcoal bed assays is not significant, since temperature is not a cumulative effect. (f) The dimension of fragments seems to be correlated with wood carbonization temperature. (g) Charcoal beds exposed to the highest compression temperature generally show less fragments in the > 8mm category.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/11657
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: eng
Aparece nas coleções: DCF - Ciência e Tecnologia da Madeira - Doutorado (Teses)

Arquivos neste Item:

Arquivo Descrição TamanhoFormato
TESE_Mechanical and physical properties of Eucalyptus charcoal from pyrolysis under different conditions.pdf3,67 MBAdobe PDFVer/abrir

Itens protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, Salvo indicação em contrário.


Mostrar estatísticas

 


DSpace Software Copyright © 2002-2007 MIT and Hewlett-Packard - Feedback