MODELAGEM E SIMULAÇÃO DE HIDROCICLONE PARA AVALIAÇÃO DO ESCOAMENTO DE FLUIDOS NÃO-NEWTONIANOS

• Autor(a) principal: Alexandre Garcia de Oliveira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
• Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/44920; http://sip.prg.ufla.br/arquivos/php/bibliotecas/repositorio/download_documento/20201_201421215

A operação de hidrociclonagem é utilizada principalmente na separação de misturas sólido-líquido e líquido-líquido, operação esta que emprega aceleração centrífuga. Na indústria petroquímica, faz-se uso da hidrociclonagem na separação de material particulado, advindo da perfuração do poço, juntamente com fluido de perfuração, visto que a não retirada desse cascalho, gerado pelo processo, pode ocasionar o desgaste prematuro da broca ou entupimento do poço. Isso geraria um grande prejuízo financeiro para a indústria, pois causaria uma parada obrigatória dessa operação. Entender como funciona esta operação unitária quando se utiliza o fluido de perfuração, considerado como um fluido não-newtoniano pseudoplástico, é de extrema importância para este tipo aplicação. Este estudo tem como objetivo realizar a simulação numérica, em 3 dimensões, de um hidrociclone operando com fluido não-newtoniano, avaliando os parâmetros de eficiência total e razão de líquido. Para isso, foram construídas cinco geometrias com diferentes diâmetros de underflow e, após a simulação das mesmas, obteve-se resultados de perfil de velocidade tangencial e axial dentro do hidrociclone, perfil de pressão confirmando a formação do air-core e foi efetuada a injeção de partículas para obtenção dos valores de eficiência total e razão de líquido. Os valores de eficiência total e razão de líquido foram comparados com a literatura. De forma geral, para eficiência total, os resultados dos erros relativos obtidos, quando comparados com o trabalho de referência, apresentaram valores satisfatórios, com desvios menores ou iguais a 10. Já para os valores de razão de líquido, foi possível obter dois resultados satisfatórios, no caso a geometria 4 e 5, que apresentaram erros relativos de 2,89 e 15,07. Os resultados encontrados permitiram concluir que a análise CFD comprovou ser eficaz para prever o escoamento de fluido não-newtonianos em hidrociclones, se mostrando uma boa ferramenta para realização de projetos ou otimização de hidrociclones da indústria petroquímica.