Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vaneli, Bruno Peterle
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/9441
Resumo: Oliveira (2014) developed models (linear and nonlinear) to estimate the efficiency in removal of turbidity in Helically Coiled Tube Flocculators (Portuguese acronym: FTHs), linking process efficiency with the seven representative dimensional parameters of geometry (/ e /), hydraulics ( e ) and hydrodynamics (, e ) of these units. In this work, three aspects of the proposed models are taken for improvement. I) by producing the greatest Determination coefficient, Oliveira (2014) took the non-linear model as a reference. However, the mean relative deviation produced by linear model was lower than that observed in the non-linear model; II) a laminar model was used in the ambit of a computational fluid dynamic modelling (CFD) to model the air flow in the FTHs that were higher than the critical Reynolds ( ) – the value that marks the end of the laminar regime and the beginning of the transition regime; III) Amongst the hydrodynamic parameters incorporated in the models developed, a normal pressure gradient which is an important parameter in characterizing secondary flow was not found. As a result, the linear model proposed has greater ability to predict experimental data when compared to the non-linear model, and so was taken as a point of reference in improvement. In estimating the value of in pipes with strong curvature (/ ≤ 35,7) the use of the formula proposed by Kühnen et aI. (2015) is recommended. In pipes with medium (35,7 < / ≤ 110) and slight curvatures (110 < /) the formula proposed was that of Cioncolini and Santini (2006). So, in the acquisition of the hydrodynamic parameters, a laminar model was used to model the flow of the FTHs operating with lower than and the − turbulence model in cases where the flow was higher than . When considering turbulence modeling, an improvement in the quality of the adjustment of the linear model proposed by Oliveira (2014) was found. It was determined that the average normal pressure gradient () must be considered in the model to model for efficiency estimation of turbidity removal. When considered, the parameters and came to be statistically insignificant, obtaining a simpler model with better statistics than the linear model proposed by Oliveira (2014).
id UFES_fb9d3d4dc690592f4b219e7672ff3003
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/9441
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Teixeira, Edmilson CostaVaneli, Bruno PeterleAquije Chacaltana, Júlio TomásRauen, Willian Bonino2018-08-01T23:57:58Z2018-08-012018-08-01T23:57:58Z2016-09-30Oliveira (2014) developed models (linear and nonlinear) to estimate the efficiency in removal of turbidity in Helically Coiled Tube Flocculators (Portuguese acronym: FTHs), linking process efficiency with the seven representative dimensional parameters of geometry (/ e /), hydraulics ( e ) and hydrodynamics (, e ) of these units. In this work, three aspects of the proposed models are taken for improvement. I) by producing the greatest Determination coefficient, Oliveira (2014) took the non-linear model as a reference. However, the mean relative deviation produced by linear model was lower than that observed in the non-linear model; II) a laminar model was used in the ambit of a computational fluid dynamic modelling (CFD) to model the air flow in the FTHs that were higher than the critical Reynolds ( ) – the value that marks the end of the laminar regime and the beginning of the transition regime; III) Amongst the hydrodynamic parameters incorporated in the models developed, a normal pressure gradient which is an important parameter in characterizing secondary flow was not found. As a result, the linear model proposed has greater ability to predict experimental data when compared to the non-linear model, and so was taken as a point of reference in improvement. In estimating the value of in pipes with strong curvature (/ ≤ 35,7) the use of the formula proposed by Kühnen et aI. (2015) is recommended. In pipes with medium (35,7 < / ≤ 110) and slight curvatures (110 < /) the formula proposed was that of Cioncolini and Santini (2006). So, in the acquisition of the hydrodynamic parameters, a laminar model was used to model the flow of the FTHs operating with lower than and the − turbulence model in cases where the flow was higher than . When considering turbulence modeling, an improvement in the quality of the adjustment of the linear model proposed by Oliveira (2014) was found. It was determined that the average normal pressure gradient () must be considered in the model to model for efficiency estimation of turbidity removal. When considered, the parameters and came to be statistically insignificant, obtaining a simpler model with better statistics than the linear model proposed by Oliveira (2014).Oliveira (2014) desenvolveu modelos (linear e não linear) para estimativa da eficiência de remoção de turbidez em Floculadores Tubulares Helicoidais (FTHs), relacionando a eficiência do processo com sete parâmetros adimensionais representativos da geometria (/ e /), hidráulica ( e ) e hidrodinâmica (, e ) dessas unidades. Neste trabalho, três aspectos dos modelos propostos são tomados para aperfeiçoamento: I) por produzir um coeficiente de determinação maior, Oliveira (2014) tomou o modelo não linear como referência. Porém, o desvio relativo médio produzido pelo modelo linear foi menor que o observado no modelo não linear; II) foi empregado, no âmbito da modelagem fluidodinâmica computacional, o modelo laminar para modelar o escoamento nos FTHs cujo era superior ao Reynolds crítico () valor que marca o final do regime laminar e o início do regime de transição; III) dentre os parâmetros hidrodinâmicos incorporados nos modelos desenvolvidos, não se encontra o gradiente de pressão normal parâmetro importante para caracterizar o escoamento secundário. Como resultado: verificou-se que o modelo linear proposto possui maior capacidade de predição dos dados experimentais quando comparado ao modelo não linear, e por isso foi tomado como referência para aperfeiçoamento; recomendou-se para a estimativa do valor do em tubos de curvatura forte (/≤35,7) o emprego da formulação proposta por Kühnen et al. (2015) e em tubos de curvatura média (35,7</≤110) e fraca (110</) o emprego da formulação proposta por Cioncolini e Santini (2006). Assim, para a aquisição dos parâmetros hidrodinâmicos, empregou-se o modelo laminar para modelar o escoamento nos FTHs operando com inferior ao e o modelo de turbulência − nos casos em que o do escoamento era superior ao . Ao considerar a modelagem da turbulência, foi verificada uma melhoria na qualidade do ajuste do modelo linear proposto por Oliveira (2014); constatou-se que o gradiente médio de pressão normal () deve ser considerado no modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez. Quando considerado, os parâmetros e passam a ser estatisticamente insignificantes, obtendo-se um modelo mais simples e com estatísticas melhores do que o modelo linear proposto por Oliveira (2014).Texthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/9441porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AmbientalUFESBRCentro TecnológicoFlocculationHelically Coiled Tube FlocculatorsComputational Fluid DynamicsAverage normal pressure gradientFloculador Tubular HelicoidalFloculaçãoGradiente Médio de Pressão NormalFluidodinâmica computacionalEngenharia Sanitária628Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALtese_10410_BrunoPVaneli_Final_Dissertacao.pdfapplication/pdf4819620http://repositorio.ufes.br/bitstreams/075fbc50-248b-4ecf-b9dd-210eac39cb3d/download6b00aa51c31e166f4ef62f6162d27b5bMD5110/94412024-06-28 16:11:29.798oai:repositorio.ufes.br:10/9441http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T16:11:29Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
title Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
spellingShingle Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
Vaneli, Bruno Peterle
Flocculation
Helically Coiled Tube Flocculators
Computational Fluid Dynamics
Average normal pressure gradient
Floculador Tubular Helicoidal
Floculação
Gradiente Médio de Pressão Normal
Fluidodinâmica computacional
Engenharia Sanitária
628
title_short Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
title_full Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
title_fullStr Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
title_full_unstemmed Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
title_sort Aperfeiçoamento de modelo de estimativa da eficiência de remoção de turbidez em floculadores tubulares helicoidais : compreensão da física do processo e sua inter-relação com a eficiência de tratamento
author Vaneli, Bruno Peterle
author_facet Vaneli, Bruno Peterle
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Teixeira, Edmilson Costa
dc.contributor.author.fl_str_mv Vaneli, Bruno Peterle
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Aquije Chacaltana, Júlio Tomás
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Rauen, Willian Bonino
contributor_str_mv Teixeira, Edmilson Costa
Aquije Chacaltana, Júlio Tomás
Rauen, Willian Bonino
dc.subject.eng.fl_str_mv Flocculation
Helically Coiled Tube Flocculators
Computational Fluid Dynamics
Average normal pressure gradient
topic Flocculation
Helically Coiled Tube Flocculators
Computational Fluid Dynamics
Average normal pressure gradient
Floculador Tubular Helicoidal
Floculação
Gradiente Médio de Pressão Normal
Fluidodinâmica computacional
Engenharia Sanitária
628
dc.subject.por.fl_str_mv Floculador Tubular Helicoidal
Floculação
Gradiente Médio de Pressão Normal
Fluidodinâmica computacional
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Engenharia Sanitária
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 628
description Oliveira (2014) developed models (linear and nonlinear) to estimate the efficiency in removal of turbidity in Helically Coiled Tube Flocculators (Portuguese acronym: FTHs), linking process efficiency with the seven representative dimensional parameters of geometry (/ e /), hydraulics ( e ) and hydrodynamics (, e ) of these units. In this work, three aspects of the proposed models are taken for improvement. I) by producing the greatest Determination coefficient, Oliveira (2014) took the non-linear model as a reference. However, the mean relative deviation produced by linear model was lower than that observed in the non-linear model; II) a laminar model was used in the ambit of a computational fluid dynamic modelling (CFD) to model the air flow in the FTHs that were higher than the critical Reynolds ( ) – the value that marks the end of the laminar regime and the beginning of the transition regime; III) Amongst the hydrodynamic parameters incorporated in the models developed, a normal pressure gradient which is an important parameter in characterizing secondary flow was not found. As a result, the linear model proposed has greater ability to predict experimental data when compared to the non-linear model, and so was taken as a point of reference in improvement. In estimating the value of in pipes with strong curvature (/ ≤ 35,7) the use of the formula proposed by Kühnen et aI. (2015) is recommended. In pipes with medium (35,7 < / ≤ 110) and slight curvatures (110 < /) the formula proposed was that of Cioncolini and Santini (2006). So, in the acquisition of the hydrodynamic parameters, a laminar model was used to model the flow of the FTHs operating with lower than and the − turbulence model in cases where the flow was higher than . When considering turbulence modeling, an improvement in the quality of the adjustment of the linear model proposed by Oliveira (2014) was found. It was determined that the average normal pressure gradient () must be considered in the model to model for efficiency estimation of turbidity removal. When considered, the parameters and came to be statistically insignificant, obtaining a simpler model with better statistics than the linear model proposed by Oliveira (2014).
publishDate 2016
dc.date.issued.fl_str_mv 2016-09-30
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-01T23:57:58Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-01
2018-08-01T23:57:58Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/9441
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/9441
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Ambiental
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/075fbc50-248b-4ecf-b9dd-210eac39cb3d/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 6b00aa51c31e166f4ef62f6162d27b5b
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1804309129775284224