ANÁLISE EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DO SISTEMA DE SEPARAÇÃO VIA ELUTRIAÇÃO DE SEDIMENTO DE DRAGAGEM
Autor: Eduardo da Rosa Silva (Currículo lattes)
Resumo
Este trabalho desenvolve um estudo acerca do sistema de separação via elutriação de sedimento de dragagem do Porto do Rio Grande, sedimento este que é destinado ao uso em células combustíveis microbianas. Na primeira etapa da pesquisa, o sedimento de um ponto de amostragem específico foi caracterizado fisicamente, então foi estudada a influência da geometria de dois elutriadores (o elutriador 1 com 25 cm de altura e 2,5 cm de diâmetro, e o elutriador 2 com 97 cm de altura e 2 cm de diâmetro) e de três modelos de velocidade terminal (modelo de Stokes, Dietrich e Ferguson-Church). Tal análise foi realizada comparando cada combinação com a distribuição granulométrica obtida via dispersão de laser. A melhor performance foi obtida com o uso do elutriador de 97 cm de altura e 2 cm de diâmetro em conjunto com o modelo de Ferguson-Church. Obtida a melhor combinação experimental, cada ponto de dragagem foi caracterizado, analisando a distribuição granulométrica e o(s) diâmetro(s) com maior fração. Paralelo ao trabalho experimental, foi realizada uma análise numérica do processo de elutriação utilizando como ferramenta a modelagem e simulação via CFD, através do software Fluent 14.5 (ANSYS R ). Foram modelados e simulados os dois elutriadores através das equações de escoamento multifásico eulerianas-eulerianas e de teoria cinética granular. Avaliouse, então, o melhor modelo de transferência de movimento entre as fases (modelo de Gidaspow e modelo de Symlal-Obrien), quando comparado à validação experimental. Concluiu-se então que o modelo de Gidaspow representa melhor o processo de elutriação de sedimento de dragagem, pois apresentou menor desvio quando comparado ao procedimento experimetal. Este mesmo modelo foi aplicado ao elutriador grande, desviando-se de forma aceitável (<1%) da elutriação experimental.