Tamanho da fonte:
AVALIAÇÃO NUMÉRICA DA EFICIÊNCIA DE COLETA EM HIDROCICLONES
Última alteração: 2021-10-25
Resumo
https://youtu.be/1F4DLEEjtQw
O hidrociclone é um dos equipamentos mais utilizados nos processos de separação mecânica de fases (líquido/sólido ou líquido/líquido) e classificação de particulados em indústrias, devido a sua simples construção e baixo custo operacional. A eficiência de coleta do hidrociclone nesses processos é quantificada pela quantidade de material coletado sobre a quantidade de material injetado. A eficiência é influenciada por parâmetros como geometria do hidrociclone, condições de operação e características de escoamento e das partículas. Esse projeto tem como objetivo avaliar a classificação do hidrociclone, variando a densidade das partículas e a vazão do escoamento na alimentação. A avaliação foi realizada por meio de simulações computacionais utilizando a dinâmica dos fluidos computacional (CFD-Computational Fluid Dynamics). Os resultados numéricos foram obtidos utilizando o código computacional UNSCYFL3D (Unsteady Cyclone Flow 3D). Neste, a dinâmica do fluido é solucionada pelas equações médias de Navier-Stokes para fluidos Newtonianos em escoamentos incompressíveis. A solução numérica é obtida pelo método dos volumes finitos em malhas não estruturadas, o que permite solucionar escoamentos de geometrias complexas. A turbulência do escoamento é solucionada pelo modelo k-ϵ. O modelo para solucionar o movimento das partículas é baseado na segunda lei de Newton. Com a intenção de verificar o modelo computacional, os resultados obtidos com as simulações foram comparados com resultados experimentais da literatura. Para o estudo foram simulados casos com minérios de densidades 2780 kg/m³ e 3740 kg/m³. As vazões da alimentação foram de 0,3311 kg/s e 0,5309 kg/s. Os resultados obtidos numericamente se mostraram coerentes com os resultados experimentais. Diminuindo a vazão a eficiência de coleta diminui e aumentando a densidade a eficiência de coleta aumenta. Como trabalhos futuros, pode-se avaliar a predição de outros modelos de turbulência.
O hidrociclone é um dos equipamentos mais utilizados nos processos de separação mecânica de fases (líquido/sólido ou líquido/líquido) e classificação de particulados em indústrias, devido a sua simples construção e baixo custo operacional. A eficiência de coleta do hidrociclone nesses processos é quantificada pela quantidade de material coletado sobre a quantidade de material injetado. A eficiência é influenciada por parâmetros como geometria do hidrociclone, condições de operação e características de escoamento e das partículas. Esse projeto tem como objetivo avaliar a classificação do hidrociclone, variando a densidade das partículas e a vazão do escoamento na alimentação. A avaliação foi realizada por meio de simulações computacionais utilizando a dinâmica dos fluidos computacional (CFD-Computational Fluid Dynamics). Os resultados numéricos foram obtidos utilizando o código computacional UNSCYFL3D (Unsteady Cyclone Flow 3D). Neste, a dinâmica do fluido é solucionada pelas equações médias de Navier-Stokes para fluidos Newtonianos em escoamentos incompressíveis. A solução numérica é obtida pelo método dos volumes finitos em malhas não estruturadas, o que permite solucionar escoamentos de geometrias complexas. A turbulência do escoamento é solucionada pelo modelo k-ϵ. O modelo para solucionar o movimento das partículas é baseado na segunda lei de Newton. Com a intenção de verificar o modelo computacional, os resultados obtidos com as simulações foram comparados com resultados experimentais da literatura. Para o estudo foram simulados casos com minérios de densidades 2780 kg/m³ e 3740 kg/m³. As vazões da alimentação foram de 0,3311 kg/s e 0,5309 kg/s. Os resultados obtidos numericamente se mostraram coerentes com os resultados experimentais. Diminuindo a vazão a eficiência de coleta diminui e aumentando a densidade a eficiência de coleta aumenta. Como trabalhos futuros, pode-se avaliar a predição de outros modelos de turbulência.
Palavras-chave
Hidrociclone. Eficiência de Coleta. CFD