Avaliação da distribuição e dinâmica de bolhas de ar em um tanque de flotação submetido a diferentes soluções utilizando CFD

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Jacomini, Hugo Henrique
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13615
Resumo: In the present graduation work, the objective was to evaluate the influence of different surface tensions, viscosities and densities in the process of formation of air bubbles in a flotation tank, using computational fluid dynamics (Computational Fluid Dynamics - CFD). The input data for the simulations, as well as the geometry of the simulated equipment, were based on data obtained experimentally. The simulations were conducted using the FLUENT® 19.3 software. To verify the proposed model, the simulated velocity and bubble diameter data were compared to the experimental results, both quantitatively and qualitatively. In addition to diameter and velocity data, the terminal velocity of the bubbles formed was analyzed, morphologically characterizing the air bubbles simulated according to Clift's Abacus. Through the CFD it was possible to infer the behavior and dynamics of the bubbles for the different conditions evaluated, with maximum deviations of 14.28% and 13.36%, respectively, between the bubble velocity and bubble diameter data obtained experimentally and by simulations. The simulated terminal velocity results were consistent with those obtained from theoretical models, with a maximum deviation of 19.05%. The analysis of the results indicated that the simulated bubbles present the ellipsoidal oblate shape. The mathematical model VOF (Volume of Fluid) was able to represent the experimental condition, even explaining the phenomenon of coalescence of air bubbles.
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The input data for the simulations, as well as the geometry of the simulated equipment, were based on data obtained experimentally. The simulations were conducted using the FLUENT® 19.3 software. To verify the proposed model, the simulated velocity and bubble diameter data were compared to the experimental results, both quantitatively and qualitatively. In addition to diameter and velocity data, the terminal velocity of the bubbles formed was analyzed, morphologically characterizing the air bubbles simulated according to Clift's Abacus. Through the CFD it was possible to infer the behavior and dynamics of the bubbles for the different conditions evaluated, with maximum deviations of 14.28% and 13.36%, respectively, between the bubble velocity and bubble diameter data obtained experimentally and by simulations. The simulated terminal velocity results were consistent with those obtained from theoretical models, with a maximum deviation of 19.05%. The analysis of the results indicated that the simulated bubbles present the ellipsoidal oblate shape. The mathematical model VOF (Volume of Fluid) was able to represent the experimental condition, even explaining the phenomenon of coalescence of air bubbles.No presente trabalho de graduação, objetivou-se avaliar a influência de diferentes tensões superficiais, viscosidades e densidades no processo de formação de bolhas de ar em um tanque de flotação, utilizando a fluidodinâmica computacional (Computational Fluid Dynamics - CFD). Os dados de entrada para as simulações, bem como a geometria do equipamento simulado, foram baseados em dados obtidos experimentalmente. As simulações foram conduzidas utilizando o software FLUENT® 19.3. Para a verificação do modelo proposto, os dados simulados de velocidade e diâmetro de bolha foram comparados aos resultados experimentais, tanto quantitativamente quanto qualitativamente. Além de dados de diâmetro e velocidade, analisou-se a velocidade terminal das bolhas formadas, caracterizando-se morfologicamente as bolhas de ar simuladas de acordo com o Ábaco de Clift. Através da CFD foi possível inferir o comportamento e a dinâmica das bolhas para as diferentes condições avaliadas, verificando-se desvios máximos de 14,28% e 13,36%, respectivamente, entre os dados de velocidade e diâmetro de bolha obtidos experimentalmente e por meio de simulações. Os resultados de velocidade terminal simulados foram condizentes com àqueles obtidos a partir de modelos teóricos, apresentando desvio máximo de 19,05 %. A análise dos resultados indicou que as bolhas simuladas apresentam o formato oblato elipsoidal. O modelo matemático VOF (Volume of Fluid) foi capaz de representar a condição experimental, explicitando, inclusive, o fenômeno de coalescência de bolhas de ar.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Química - EQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFluidodinâmica computacionalFlotaçãoBolhasENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICAAvaliação da distribuição e dinâmica de bolhas de ar em um tanque de flotação submetido a diferentes soluções utilizando CFDEvaluation of the distribution and dynamics of air bubbles in a flotation tank submitted to different solutions using CFDinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600a8b181e8-2587-4ff2-986f-7c9d09fddee3reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTG_HugoJacomini.pdfTG_HugoJacomini.pdfTexto principalapplication/pdf2028534https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13615/1/TG_HugoJacomini.pdf125d97e8a57ed2f8d9cacca41d74e1e6MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13615/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTTG_HugoJacomini.pdf.txtTG_HugoJacomini.pdf.txtExtracted texttext/plain91383https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13615/3/TG_HugoJacomini.pdf.txt02d753b3500d4ea257698fc65b3a04e7MD53THUMBNAILTG_HugoJacomini.pdf.jpgTG_HugoJacomini.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7454https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13615/4/TG_HugoJacomini.pdf.jpg69a37d8b46c45a9cc7b24ff2f5a6f99cMD54ufscar/136152023-09-18 18:32:05.185oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13615Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:05Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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