MODELAGEM, SIMULAÇÃO E VALIDAÇÃO DOS MODELOS DE VELOCIDADE TERMINAL PARA SEPARAÇÃO SÓLIDO-SÓLIDO

Autor: Roberta de Mesquita Klein (Currículo lattes)

Resumo:

O presente trabalho aborda a caracterização e classificação das partículas presentes no sedimento oriundo da dragagem do Porto de Rio Grande em função da distribuição granulométrica e fração volumétrica de sólidos de três diferentes pontos de amostragem, denominamos ponto 5, 6 e 7. A análise numérica através da modelagem e simulação do processo de separação sólido-sólido por elutriação contínua foi realizada utilizando-se o software FLUENT® 14.5. Um elutriador contínuo de geometria cônicocilíndrica com alimentação e saída cônica foi modelado e simulado utilizando-se as equações de escoamento multifásico com abordagem Euleriana-Euleriana e da Teoria Cinética Granular. Os modelos de transferência de movimento entre as fases (modelo de Gidaspow e modelo de Syamlal O’Brien) foram avaliados comparando-os com o processo de elutriação experimental e foi determinado que o modelo que melhor se ajusta é o de Gidaspow pois este apresentou menor desvio médio quando comparado ao modelo experimental. A análise experimental foi realizada em termos de distribuição granulométrica das partículas e fração de sólidos. As partículas foram separadas em função das suas velocidades terminais e assim calculou-se seus diâmetros médios através dos modelos empíricos de Stokes, Ferguson e Church e Dietrich e foram estabelecidos os diâmetros mais frequentes presentes no sedimento. Esses diâmetros foram comparados com os diâmetros médios mais frequentes obtidos pela difração a laser. O modelo que obteve menor desvio médio dos diâmetros mais frequentes comparados com os obtidos pela difração a laser foi o de Ferguson e Church (2004). Análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram realizadas no sedimento antes da separação e também de cada fração separada para o cálculo do fator de forma de Corey (CSF) de cada ponto de amostragem. O MEV também foi utilizado para análise qualitativa das partículas e do sedimento e para a determinação da composição química do sedimento através da ferramenta de EDS.