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Emprego da ferramenta CFD para representação da estrutura de escoamento de uma unidade de flotação em escala piloto tratando água para abastecimento (2013)

  • Authors:
  • Autor USP: PINTO, STEPHANIE IRIS GRACIANO - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • Subjects: TRATAMENTO DE ÁGUA; ABASTECIMENTO DE ÁGUA; ESCOAMENTO; FLOTAÇÃO; DINÂMICA DOS FLUÍDOS
  • Language: Português
  • Abstract: A flotação por ar dissolvido é atualmente muito utilizada e reconhecida como uma técnica eficiente para o tratamento de águas para abastecimento. Diversos estudos vêm sendo realizados para aprimoramento desta técnica e das características físicas das unidades, dentre estes o estudo do emprego de ferramenta de simulação computacional do escoamento (CFD) para melhor compreensão da estrutura de escoamento dentro dos tanques e da influência de diversos parâmetros no processo, de modo a auxiliar nas etapas de projeto e melhorias das unidades. Neste contexto, o presente trabalho propôs a verificação do potencial de utilização da ferramenta computacional CFD para representação do escoamento em uma unidade piloto de flotação por ar dissolvido de grande porte. A pesquisa foi dividida em cinco etapas: as Etapas I e II compreenderam a validação dos modelos adotados através da variação do diâmetro de microbolhas e comparação com resultados experimentais de ADV de Escher (2011), na Zona de Separação, e de Patrizzi (2005), em ambas as zonas do reator; na Etapa III foram realizadas quatro simulações com uma das configurações da Etapa I, variando a condição de contorno de superficie e de saída do flotador, de modo a calibrar o modelo; na Etapa IV, foram realizadas cinco simulações com um dos modelos da Etapa III, variando a geometria da unidade para análise da influência destas na estrutura de escoamento; e, finalmente, na Etapa V , uma mesma configuração de operação e geometria foi empregada em três variações do modelo, por meio de mudanças na condição de contorno de saída e na abordagem Eulerian-Eulerian ou Eulerian-Lagrangian. Nas Etapas I, II e V, a superficie d'água foi modelada como parede porosa sem atrito (permitindo a saída do ar), nas Etapas III e IV, esta foi modelada como superficie livre. Além dos resultados experimentais de ADV das autorascitadas, foram utilizados como base para avaliação dos resultados numéricos, os valores de concentração de ar e gradiente de velocidade. Os resultados mostraram que as simulações com parede porosa subestimaram os vetores de velocidade próximos à superficie, porém apresentaram resultados de. concentração de ar próximos ao esperado. Em contrapartida, as simulações com superfície livre foram capazes de reproduzir melhor a turbulência próxima à superfície d'água, entretanto, não descreveram bem a concentração de microbolhas no meio líquido
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 31.10.2013
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      PINTO, Stephanie Iris Graciano; REALI, Marco Antonio Penalva. Emprego da ferramenta CFD para representação da estrutura de escoamento de uma unidade de flotação em escala piloto tratando água para abastecimento. 2013.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-143821/pt-br.php >.
    • APA

      Pinto, S. I. G., & Reali, M. A. P. (2013). Emprego da ferramenta CFD para representação da estrutura de escoamento de uma unidade de flotação em escala piloto tratando água para abastecimento. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-143821/pt-br.php
    • NLM

      Pinto SIG, Reali MAP. Emprego da ferramenta CFD para representação da estrutura de escoamento de uma unidade de flotação em escala piloto tratando água para abastecimento [Internet]. 2013 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-143821/pt-br.php
    • Vancouver

      Pinto SIG, Reali MAP. Emprego da ferramenta CFD para representação da estrutura de escoamento de uma unidade de flotação em escala piloto tratando água para abastecimento [Internet]. 2013 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-143821/pt-br.php

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