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Título: Proposição de modelo de previsão de desempenho de unidades de floculação tubulares helicoidais
Autor(es): OLIVEIRA, D. S.
Orientador: TEIXEIRA, E. C.
Palavras-chave: Fluidodinâmica computacional - Floculação - Água Purificaç
Data do documento: 12-Dez-2014
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: OLIVEIRA, D. S., Proposição de modelo de previsão de desempenho de unidades de floculação tubulares helicoidais
Resumo: A utilização de Floculadores Tubulares Helicoidais (FTHs) em sistemas hidráulicos de clarificação tem produzido altas eficiências de remoção de turbidez associadas a baixos tempos de processo, quando comparado às unidades comumente utilizadas para este fim. Em Oliveira (2008) é apresentado um modelo de estimativa de remoção de turbidez baseado em características geométricas e hidráulicas de 84 FTHs; no entanto, não considera características hidrodinâmicas das unidades, sendo estas de grande importância na interação entre as partículas presentes na massa líquida e, consequentemente, na formação e/ou desestruturação de flocos. Assim, é apresentado nesta tese o aperfeiçoamento do modelo de estimativa de eficiência de remoção de turbidez proposto por Oliveira (2008), com enfoque em aspectos hidrodinâmicos da floculação. Para tanto, a caracterização hidrodinâmica dos FTHs foi aprimorada com o auxílio de modelagem fluidodinâmica computacional (CFD), o que permitiu a obtenção de uma metodologia alternativa para a determinação do parâmetro gradiente médio de velocidade () pela via hidrodinâmica, sendo este um parâmetro de grande relevância no projeto de floculadores. Tal metodologia apresenta forte embasamento físico, alto coeficiente de determinação quando correlacionado com os valores obtidos de forma hidráulica (R²=0,96), e baixos desvios médios quando comparados com os resultados obtidos com os modelos empíricos comumente utilizados (15,8%), indicando ser uma boa ferramenta para a determinação de A busca pelo aperfeiçoamento da caracterização hidrodinâmica do reator considerou quatro outros parâmetros hidrodinâmicos: o swirl number (), a energia cinética específica média ( ), a vorticidade ( ) e a helicidade ( ). A inserção destes parâmetros permitiu a obtenção de um modelo de estimativa de eficiência de remoção de turbidez mais aderente ao processo físico, quando comparado ao modelo de Oliveira (2008). Essa maior aderência é mensurada pela capacidade de prever, de forma satisfatória, o comportamento ascendente-descendente da eficiência de remoção de turbidez, ao longo do tempo de processo, verificado por meio de modelagem física, o que não é possibilitado por nenhum modelo analítico disponível na literatura para floculador de fluxo contínuo. Além disso, tanto o coeficiente de determinação como o valor médio do desvio percentual absoluto apresentaram melhorias significativas, passando, respectivamente, de 0,83 para 0,92, e de 2,4% para 1,7%. Estes resultados indicam que o modelo proposto neste trabalho se torna muito promissor no auxílio ao projeto racional de FTHs.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10320
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