Proposição de modelo de previsão de desempenho de unidades de floculação tubulares helicoidais
Nome: Danieli Soares de Oliveira
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 12/12/2014
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| Edmilson Costa Teixeira | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| Daniel Rigo | Examinador Interno |
| Edmilson Costa Teixeira | Orientador |
| Edumar Ramos Cabral Coelho | Examinador Interno |
| Elvis Carissimi | Examinador Externo |
| Marcelo Libânio | Examinador Externo |
| William Bonino Rauen | Examinador Externo |
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.
