Análise experimental e numérica do sistema de separação via elutriação de sedimento de dragagem

• Autor(a) principal: Silva, Eduardo da Rosa
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da FURG (RI FURG)
• Texto Completo: http://repositorio.furg.br/handle/1/8886
• topic: Elutriação; Dragagem marítima; Sedimentos; Matriz energética

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. Avaliou- se, 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 elu- triação 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.