ANÁLISE DE CICLONE COM FLEXIBILIDADE OPERACIONAL POR TÉCNICAS DE CFD

Jairo Haake, Leonardo Machado da Rosa, Dirceu Noriler, Henry França Meier

Resumo


Ciclones são equipamentos robustos, utilizados para a separação de material particulado em escoamentos. Em contrapartida à sua robustez, ciclones são projetados para uma determinada condição operacional. Desta maneira, alterações na velocidade de entrada e na razão de carga podem prejudicar a eficiência de separação, devido a mudanças no comprimento natural do vórtice. O objetivo principal deste trabalho é estudar a eficiência de separação e a perda de carga em uma nova geometria capaz de estabilizar o vórtice interno do ciclone sem a utilização de um corpo cônico. Esta nova geometria de separador ciclônico possui uma mesa estabilizadora de altura variável, tornando-o flexível para uma ampla faixa de vazão e razão de carga. As simulações foram realizadas usando um modelo transiente, tridimensional com uma abordagem Euleriana-Euleriana. O modelo de tensores de Reynolds (RSM) foi utilizado para modelar a turbulência na fase contínua e a fase discreta foi considerada como invíscida. Os resultados demonstram a possibilidade de estabilizar o vórtice interno diante de alteração na velocidade e na razão de carga, preservando a performance operacional com níveis adequados de eficiência de separação. A comparação com a simulação de um ciclone convencional indica redução significativa na perda de carga para a nova geometria, requerendo menos energia para a separação do particulado presente no escoamento.

Palavras-chave


Ciclones; Vórtice; Perda de carga; Eficiência; Fluidodinâmica computacional

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DOI: http://dx.doi.org/10.21575/25254782rmetg2016vol1n2310

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Direitos autorais 2017 Jairo Haake, Leonardo Machado da Rosa, Dirceu Noriler, Henry França Meier

Revista Mundi Engenharia, Tecnologia e Gestão ISSN 2525-4782

Qualis: B4 - Interdisciplinar, B5 - Geografia, B5 - Administração Pública e de Empresas, Ciências Contábeis e Turismo, B5 - Comunicação e Informação, B5 - Engenharias III