Aperfeiçoamento do modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais: Compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
Nome: BRUNO PETERLE VANELI
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 30/09/2016
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| EDMILSON COSTA TEIXEIRA | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| EDMILSON COSTA TEIXEIRA | Orientador |
| JULIO TOMÁS AQUIJE CHACALTANA | Examinador Interno |
| WILLIAM BONINO RAUEN | Examinador Externo |
Resumo: Oliveira (2014) desenvolveu modelos (linear e não linear) para estimativa da eficiência de remoção de turbidez em Floculadores Tubulares Helicoidais (FTHs), relacionando a eficiência do processo com sete parâmetros adimensionais representativos da geometria (𝐷/𝑑 e 𝑝/𝐿), hidráulica (𝐶𝑎 e 𝑅𝑒) e hidrodinâmica (𝑆𝑛, 𝐸𝑎𝑑𝑚 e 𝐻𝑎𝑑𝑚) dessas unidades. Neste trabalho, três aspectos dos modelos propostos são tomados para aperfeiçoamento: I) por produzir um coeficiente de determinação maior, Oliveira (2014) tomou o modelo não linear como referência. Porém, o desvio relativo médio produzido pelo modelo linear foi menor que o observado no modelo não linear; II) foi empregado, no âmbito da modelagem fluidodinâmica computacional, o modelo laminar para modelar o escoamento nos FTHs cujo 𝑅𝑒 era superior ao Reynolds crítico (𝑅𝑒𝑐) valor que marca o final do regime laminar e o início do regime de transição; III) dentre os parâmetros hidrodinâmicos incorporados nos modelos desenvolvidos, não se encontra o gradiente de pressão normal parâmetro importante para caracterizar o escoamento secundário. Como resultado: verificou-se que o modelo linear proposto possui maior capacidade de predição dos dados experimentais quando comparado ao modelo não linear, e por isso foi tomado como referência para aperfeiçoamento; recomendou-se para a estimativa do valor do 𝑅𝑒𝑐 em tubos de curvatura forte (𝐷/𝑑≤35,7) o emprego da formulação proposta por Kühnen et al. (2015) e em tubos de curvatura média (35,7<𝐷/𝑑≤110) e fraca (110<𝐷/𝑑) o emprego da formulação proposta por Cioncolini e Santini (2006). Assim, para a aquisição dos parâmetros hidrodinâmicos, empregou-se o modelo laminar para modelar o escoamento nos FTHs operando com 𝑅𝑒 inferior ao 𝑅𝑒𝑐 e o modelo de turbulência 𝑘−𝜔 nos casos em que o 𝑅𝑒 do escoamento era superior ao 𝑅𝑒𝑐. Ao considerar a modelagem da turbulência, foi verificada uma melhoria na qualidade do ajuste do modelo linear proposto por Oliveira (2014); constatou-se que o gradiente médio de pressão normal (𝐺𝑃𝑎𝑑𝑚) deve ser considerado no modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez. Quando considerado, os parâmetros 𝑆𝑛 e 𝐻𝑎𝑑𝑚 passam a ser estatisticamente insignificantes, obtendo-se um modelo mais simples e com estatísticas melhores do que o modelo linear proposto por Oliveira (2014).
