Mecânica dos fluidos computacional aplicada aos separadores dinâmicos de primeira geração da indústria cimenteira

• Autor(a) principal: Joana Bretz de Souza
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9NRLF7
• topic: Redução de by-pass; Separadores dinâmicos; Mecânica dos fluidos computacional (CFD); Engenharia quimica

A fabricação industrial de cimento engloba processos químicos, mecânicos e térmicos. A origem está nas atividades de mineração, e, posteriormente, envolve as etapas de britagem, moagem e homogeneização da mistura crua (farinha), clinquerização, dosagem, moagem e ensacamento do cimento. O processo de moagem ideal seria aquele em que uma partícula da alimentação pudesse ser descarregada do circuito tão logo fosse reduzida ao tamanho requerido, de forma que o gasto de energia com sobremoagem fosse evitado. Para controlar o tamanho de partícula descarregada do circuito de moagem são utilizados aparatos de separação como separadores mecânicos. Os separadores dinâmicos funcionam de forma a promover a dispersão uniforme das partículas em uma corrente de ar. A separação se dá segundo o equilíbrio entre a ação da força de arrasto, devido ao escoamento do ar, e da força de centrifugação, produzida pela rotação do ar, sobre as partículas. O presente trabalho tem por objetivo estudar o escoamento no interior de um separador dinâmico de primeira geração utilizando CFD (do inglês, Computational Fluid Dynamics), visando conhecer os efeitos de seus elementos rotativos e estáticos e identificar alterações geométricas para redução do bypass e melhor controle da granulometria do produto. A simulação numérica do escoamento interno do separador indicou que retirada dos whizzers proporcionaria ganhos de eficiência de separação das frações de sólidos. Uma vez implementada experimentalmente a retirada dos whizzers provocou a redução de 20% de by-pass, a redução de R$ 0.30/tonelada produzida e redução no desvio padrão do retido em 90m. Desta forma, uma inversão de mais de USD$ 1.000.000 na troca do separador de primeira geração por um de geração superior foi evitada.