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Caracterização dos hidrociclones utilizados nas etapas de classificação dos concentradores I e II da Samarco Mineração.

Silva, José Pedro da January 2014 (has links)
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-02-04T17:05:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoHidrociclonesUtilizados.pdf: 2254760 bytes, checksum: 6bc031ab8fc22677a988cd12970ba78b (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-02-05T12:06:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoHidrociclonesUtilizados.pdf: 2254760 bytes, checksum: 6bc031ab8fc22677a988cd12970ba78b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-05T12:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoHidrociclonesUtilizados.pdf: 2254760 bytes, checksum: 6bc031ab8fc22677a988cd12970ba78b (MD5) Previous issue date: 2014 / O hidrociclone é um equipamento amplamente utilizado em indústrias minero-metalúrgicas na classificação mineral. A exigência de um maior conhecimento da eficiência tecnológica da classificação por ciclones e a escassez de pesquisas sobre o assunto, impulsionaram a realização desse trabalho que investigou, avaliou e caracterizou a operação unitária de classificação utilizando os hidrociclones das diversas etapas do processo de concentração do minério de ferro itabirítico da Samarco Mineração S/A. Essas etapas visam a produção de um pellet feed dentro das especificações granulométrica e químicas exigidas pelos processos subsequentes, quais sejam, transporte via mineroduto, filtragem e pelotização. Para tal foram coletadas amostras nos pontos de alimentação, underflow e overflow dos ciclones primário, raspador, limpador, deslamador e secundário dos Concentradores I e II da Samarco. Utilizando a granulometria e as porcentagens de sólidos como dados de entrada, os resultados foram obtidos a partir do modelo de Lynch & Wills para a calibração da curva de partição, o qual se mostrou um bom ajuste. Os parâmetros avaliados foram: o by-pass (BP), o fator de eficiência (I), a relação , o parâmetro de alfa de Lynch & Rao (α) e o parâmetro de Plitt (m). De uma forma generalizada os hidrociclones GMAX mostraram um melhor desempenho, tendo em vista um by-pass menor e melhor eficiência. Hidrociclones de mesmo diâmetro e diferentes fabricandtes, operando em situações semelhantes obtiveram os mesmos valores de α. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The hydrocyclone is among the existing hydraulic classifiers, an equipment widely used in the mining and metallurgical industries in mineral classification. The demand for greater technology knowledge of the classification by hydrocyclones and the scarcity of research on the subject driven the realization of this work which investigated, evaluated and characterized the unitary classification operation using the hydrocyclones of the various stages of the process of concentration of itabiritic iron ore of Samarco Mining S / A. These steps are for the production of a pellet feed within the chemical and particle size specification required by the subsequent processes, namely, transport via pipeline, filtering and pelletizing. For that, samples were collected at points of feed, overflow and underflow of the primary, secondary, rougher, desliming and cleaner cyclones of the Samarco concentrators I and II. Using like input data the granulometry analysis of the product and solids percents, the results were obtained using the method of Lynch&Wills for the calibration of the partition curve, which proved to be a good method. The evaluated parameters were: bypass (BP), the efficiency factor (I), the relationship , the Lynch & Rao´s parameter alpha (α) and the Plitt´s parameter (m). In a generalized way the GMAX cyclones showed a better performance, with a view to lower by-pass and better efficiency. Hidrocyclones of the same diameter and different manufacturers operating in similar situations had the same value of α.
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Aplicação das equações fundamentais para a solução do escoamento em ciclones e hidrociclones /

Souza, Dilênio Pacheco de January 2000 (has links)
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T12:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:03:05Z : No. of bitstreams: 1 161314.pdf: 15713538 bytes, checksum: 981517c6cf76513d7f3113bf0041818c (MD5) / A técnica da Fluidodinâmica Computacional é utilizada neste trabalho para predizer o comportamento do escoamento no interior de ciclones e hidrociclones. O modelo matemático proposto é baseado nas equações de conservação da massa e da quantidade de movimento, podendo ser aplicado tanto em hidrociclones como em ciclones. Para predizer o fenômeno da turbulência observada em escoamentos deste tipo, incorporou-se o modelo de comprimento de mistura de Prandtl as equações fundamentais de conservação. Os resultados numéricos estão em concordância a dados experimentais encontrados na literatura, corroborando desta forma o modelo matemático e o algoritmo computacional desenvolvido.
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[en] MATHEMATICAL MODELING AND SIMULATION OF A HYDROCYCLONE MODEL / [pt] MODELAGEM MATEMÁTICA, SIMULAÇÃO E AJUSTE DO MODELO DE UM HIDROCICLONE

JUAN SERGIO ROMERO SAENZ 29 June 2012 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta um modelo matemático completo e a implementação de um sistema computacional para a simulação do escoamento em um hidrociclone, que leva em conta o núcleo de ar como uma superfície livre, caracterizando esta interface livre formada como do tipo Young-Laplace. Pelas características do escoamento foi considerada a difusão turbulenta, que foi necessário acrescentar para poder ajustar bem o modelo aos dados experimentais. São aproximados os campos de velocidades e pressões, assim como a forma e localização da interface, esta através de um método lagrangeano. Neste método utiliza-se uma malha lagrangeana para caracterizar a interface livre e uma malha euleriana para calcular os campos de velocidades e pressões no escoamento através do método dos volumes finitos. O ajuste da interface é feita através de um processo iterativo. São feitas simulações numéricas e são mostradas comparações das previsões teóricas com dados experimentais que validam o modelo. / [en] The present work is realted to the mathematical modeling and computacional simulation of flow through hydrocyclons. The present model assumes the air core being a free surface of Young-Laplace type. As the characterisctic of the flow suggests, the model considers a turbuleny diffusion, this fact is essential to have a good agreement with experimental data. The velocity and pressure with the shape and localization of the interface are approzximated. For the above approximation a langrangian grid is used to characterize the free interface, and an eulerian grid for calculating the velocity and pressure fields thorough a finite-volume method. The approximation of the interface is achieved using an iterative procedure. An extensive comparison of model predictions against experimental data is presented together with some numerical results.
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Estudo sobre utilização de hidrociclones para a separação de particulas no processamento de concentrado e isolado de proteico de soja

Pezoa Garcia, Nelson Horacio, 1946- 02 September 1985 (has links)
Orientador: Cesar Francisco Ciacco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Enge nharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-15T13:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PezoaGarcia_NelsonHoracio_M.pdf: 3748098 bytes, checksum: b56116464121af52417d1a7902aef984 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Na tentativa de estudar a viabilidade de um processo de separação sólido-líquido de menor custo que os atualmente utilizados durante a obtenção de concentrados e isolados protéicos, foi estudado em planta piloto o desempenho de hidrociclones de pequeno porte (10cm de comprimento total), na separação de partículas a partir de suspensões aquosas em pH 4,5, de farinha e proteína de soja. O melhor desempenho destes aparelhos no processo de concentração e clarificação de proteína foi verificado com teores de sólidos em suspensão entre 20 e 301 na alimentação, com tamanho de partículas entre 105 e 210 pm e pressão de 4 kg/cm. Verificou-se ainda que os sais estudados (CaCl2, Na2PO4 e NaCl), melhoraram sensivelmente o desempenho dos hidrociclones, especialmente o CaCl2 em concentração de 500 ppm o qual incrementou o rendimento de extração de proteína em 25,71 durante a obtenção de concentrado e 33,3% no processo de obtenção de isolado protéico de soja, quando comparados com a amostra padrão, sem sal. Entretanto, o desempenho global dos hidrociclones foi melhor na obtenção de concentrado que na de isolado. Em relação às características químicas e funcionais dos produtos estudados, observou-se que estas não foram afetadas pelo processamento quando hidrociclones foram utilizados, apesar das altas turbulências produzidas no interior destes aparelhos / Abstract: In an attempt to study the feasibility of a solid-liquid separation process less expensive than those used at present for the production of protein concentrates and isolates, the performance of small size hydrocyclones (10 cm overall length) was studied on a pilot scale, for the separation of the particles from an aqueous suspension of soy flour and soy protein atpH4.5. The best performance of these apparatuses in the process of concentration and clarification was verified with solid concentration levels in the suspensions between 20 and 30?o, particle sizes between 105 and 210 ym and a pressure of 4 kg/cm . It was also shown that the performance of the hydrocyclones was noticeably improved by the addition of certain salts (CaCl2, Na2PO4, and NaCl) especially CaCl2. At a salt concentration of 500 ppm the extraction yield of protein increased by 25.7% during the obtention of the concentrate and 53.3% during the production of the soy protein isolate as compared to the standard samples obtained without salt. Nevertheless, the overall performance of the hydrocyclones was better in the obtention of the concentrate than in that of the isolate.With respect to the chemical and functional characteristics of the products under study, they were not affected by the process of using hydrocyclones, despite the high turbulence produced inside these apparatuses / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos
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[en] NUMERICAL SIMULATION FOR HYDROCYCLONE DESIGNED TO HIGH OIL CONTENT APPLICATION / [pt] SIMULAÇÃO NUMÉRICA DO ESCOAMENTO EM HIDROCICLONE DESTINADO A APLICAÇÕES DE ALTO TEOR DE ÓLEO

GELMIREZ MARTINS RAPOSO 16 June 2009 (has links)
[pt] A separação ciclônica vem se tornando nas últimas décadas um processo cada vez mais utilizado na separação gás-líquido, líquido-líquido e sólidolíquido, principalmente na indústria do petróleo. Com o crescente aumento das prospecções marítimas torna-se necessário reduzir o peso e a dimensão de equipamentos. Isto pode ser conseguido com a separação ciclônica, uma vez que pode-se criar um campo centrífugo diversas vezes superior ao campo gravitacional, tornando possível o desenvolvimento de equipamentos bastante compactos. A principal diferença entre os diversos ciclones é a sua geometria. A otimização dos mesmos para as variadas aplicações é, a cada ano, baseada menos em experimentos e mais em modelos matemáticos. No presente trabalho foi investigada a adequação dos modelos de turbulência de Tensões de Reynolds RSM (Reynolds Stress Model) e Grandes Escalas LES (Large Eddy Simulation) para a previsão do escoamento em um hidrociclone de alto teor de óleos através da comparação com dados experimentais e numéricos disponíveis na literatura. Após essa etapa foi investigada a influência de diversos parâmetros operacionais e geométricos como vazão, rugosidade e comprimento do hidrociclone no escoamento. Ambas as metodologias mostraram vantagens e deficiências, sendo que o modelo LES apresentou precisão superior com relação aos parâmetros turbulentos. Com relação à variação nos parâmetros do equipamento, a metodologia RSM foi capaz de prever corretamente, de acordo com evidências experimentais, a mesma tendência de redução de perda de carga com redução da vazão, aumento da rugosidade e comprimento. / [en] Cyclonic separation has became more and more important during the last decades as a unit process for gas-liquid, liquid-liquid and solid-liquid separation, mostly in the Petroleum industry. The off-shore exploration’s growth requires the development of smaller and lighter equipment. This can be achieved by cyclonic separation once centrifugal fields are several times stronger than gravity. This allows the construction of very compact systems. The major difference between the various cyclones is their geometry. Cyclone optimization for different uses is, every year, less based on experiments and more based on mathematical models. In the present work, the applicability of turbulent models, Reynolds Stress Model (RSM) and Large Eddy Simulation, was investigated to predict the flow inside a high oil content hydrocyclone, comparing the results with experimental and numerical data available in the literature. After this point, the influence on flow of operational and geometric parameters such as inlet flow, roughness and hydrocyclone length was evaluated. Both models have shown advantages and problems, being LES more accurate over turbulent parameters. Regarding the changing on hydrocyclone parameters, RSM model was able to foresee, on good agreement with experimental data, the expected results like reduction on pressure drop with: the inlet flow decreasing; increasing of roughness; and length.
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Efeito da influência de parâmetros operacionais no processo de separação água/óleo via hidrociclone.

MACIEL, Sheila Mirelle Silva. 01 December 2017 (has links)
Submitted by Maria Antonia de Sousa (mariaantoniade.sousa@gmail.com) on 2017-12-01T15:36:51Z No. of bitstreams: 1 SHEILA MIRELLE SILVA MACIEL - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2013.pdf: 2172206 bytes, checksum: 77c3911216cdb2047645a9c342012b9c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T15:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SHEILA MIRELLE SILVA MACIEL - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2013.pdf: 2172206 bytes, checksum: 77c3911216cdb2047645a9c342012b9c (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Os óleos, principalmente os originários do setor petrolífero, são produtos que entre o seu processamento e transporte possuem misturas de outros componentes em sua composição, tais como gás, areia e o mais comum, a água. Dessa forma, a indústria petrolífera vem empregando diferentes processos de separação, dentre os quais vem se destacando os processos que utilizam movimentos circulares ou turbilhonares, como por exemplo, o hidrociclone. Os hidrociclones são usados com frequência na separação de água/óleo pela indústria de petróleo, devido à elevada capacidade de processamento, baixo custo de manutenção, exigência de pouco espaço para instalação e pela diferença de densidade entre fases. A presente pesquisa tem o objetivo de avaliar a influência dos parâmetros operacionais sobre a eficiência de separação água/óleo realizada por um hidrociclone. O trabalho partiu do desenvolvimento de uma malha estruturada representativa do domínio de estudo, e usando o modelo de turbulência RNG κ-Emodificado foram efetuadas simulações usando o programa comercial Ansys CFX®. Com os resultados numéricos gerados, foi possível avaliar e analisar sob a ótica da fluidodinâmica computacional. Os resultados obtidos foram confrontados com os dados experimentais reportados na literatura e apresentaram uma boa concordância. Os resultados indicaram que a dinâmica de escoamento era afetada pela concentração de óleo na entrada do hidrociclone. / Oils, mainly originating from the oil sector, are products that, among its processing and transportation have mixtures of other components in the composition, such as gas, sand and the most common, water. Thus, the oil industry has employed different separation processes, among which has been highlighting the processes using circular motions or swirling, for example, the hydrocyclone. The hydrocyclones are often used in the separation of water / oil by the oil industry due to high processing power, low maintenance, requiring little installation space and the density difference between phases. This research has the objective of evaluate the influence of operating parameters on the separation efficiency water/oil performed by hydrocyclone. The work started developing a structured mesh representative of the study domain, and using the turbulence model RNG κ-E modified simulations were performed using the commercial software Ansys CFX®. With the numerical results generated, it was possible to evaluate and analyze from the perspective of computational fluid dynamics. Results obtained were compared with experimental data reported in the literature and presented a good agreement. The results indicated that the dynamic flow was affected by the concentration of oil in the inlet of the hydrocyclone.
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Beneficiamento de caulim na Região do Junco do Seridó/PB e Equador/RN e classificação de partículas em Hidrociclone.

SANTANA, Vítor Leão. 01 August 2018 (has links)
Submitted by Marcos Wanderley (marcos.wanderley@ufcg.edu.br) on 2018-08-01T23:20:41Z No. of bitstreams: 1 VITOR LEÃO SANTANA - DISSERTAÇÃO(PPGEPM) 2017.pdf: 6018243 bytes, checksum: d94d5006180bb3355610a18fa1063c66 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-01T23:20:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VITOR LEÃO SANTANA - DISSERTAÇÃO(PPGEPM) 2017.pdf: 6018243 bytes, checksum: d94d5006180bb3355610a18fa1063c66 (MD5) Previous issue date: 2017-04-04 / Capes / Na região compreendida entre as cidades do Junco do Seridó/PB e Equador/RN ocorrem diversos depósitos de caulins associados à alteração dos feldspatos nos pegmatitos. A classificação desse minério mostra-se como uma tendência para melhoria do beneficiamento nas unidades da região. Em função das diversas vantagens da utilização de hidrociclones para esta etapa do processo, a inserção deste procedimento tem se mostrado bastante comum e inovadora na região. Assim, a partir de análises granulométricas, mineralógicas, imagens de microscópio eletrônico de varredura, análises químicas e ensaios de classificação no ciclone foram determinados os melhores parâmetros para classificação e beneficiamento do Caulim da região. Os ensaios realizados em hidrociclone em escala de bancada mostraram a possibilidade de obtenção de concentrados com teores de 92,92 % de caulinita, ajustando a pressão de alimentação da polpa em 2,0 kg.cm-2; abertura do apex em 10 mm, alimentação da polpa com válvula aberta. Outros parâmetros foram mantidos constantes como granulometria de alimentação: < 60 malhas Mesh (0,250 mm) e 22,0 % de porcentagem de sólidos. / In the region between the cities of Junco do Seridó / PB and Ecuador / RN there are several kaolin deposits associated with the change of feldspars in pegmatites. The classification of this ore appears to be a trend towards improved processing in the units of the region. Given the various advantages of using hydrocyclones for this stage of the process, the insertion of this procedure has proved to be quite common and innovative in the region. Thus, from granulometric, mineralogical analyzes, scanning electron microscope images, chemical analyzes and cyclone classification tests, it was determined the best parameters for classification and processing of kaolin in the region. The tests carried out on hydrocyclone on a bench scale showed the possibility of obtaining concentrates with contents of 92.92% of kaolinite, adjusting the feed pressure of the pulp to 2.0 kg.cm-2; Opening of the apex in 10 mm, feeding of the pulp with valve open. Other parameters were maintained constant as feed particle size: <60 mesh (0.250 mm) and 22.0% solids percentage.
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Análise numérica do processo de separação de partículas minerais em hidrociclone via CFD / Numerical analysis of the separation process of mineral particles in hydrocyclone by CFD

LOPES, Bruno Oliveira. 20 August 2018 (has links)
Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-20T19:12:54Z No. of bitstreams: 1 BRUNO OLIVEIRA LOPES – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2018.pdf: 2679561 bytes, checksum: 17af196ea163d4dbc0b28512ae9edb45 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-20T19:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNO OLIVEIRA LOPES – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2018.pdf: 2679561 bytes, checksum: 17af196ea163d4dbc0b28512ae9edb45 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / A mineração é uma atividade econômica relevante em diversos países. No tratamento de minérios, a água é um insumo indispensável. Para a classificação de minérios, a indústria mineral tem usado o processo de hidrociclonagem, onde a água é utilizada como meio para o transporte de partículas de minério dispersas, que são separadas do líquido através da força centrífuga no interior do equipamento denominado de hidrociclone. O avanço constante do poder de processamento dos computadores em conjunto com a evolução nas técnicas e métodos numéricos tem permitido simular com grande precisão problemas complexos de fluidodinâmica tal qual o escoamento em hidrociclones. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo estudar o processo de separação de partículas de minério em hidrociclones via software Ansys Fluent. Para a simulação fluidodinâmica utilizou-se uma modelagem matemática baseada em uma análise Euleriana-Lagrangeana. Resultados dos campos de pressão, velocidade, e fração volumétrica das fases, eficiência do processo de separação em diversas condições operacionais são apresentados e avaliados. Dos resultados verificou-se que o aumento da velocidade de escoamento na entrada do equipamento tende a aumentar o desempenho do hidrociclone na eficiência de separação até certo limite / Mining is a relevant economic activity in many countries. In the treatment of ores, water is an indispensable input. For the classification of ores, the mineral industry has used the hydrocyclone process, where water is used as the medium for transporting dispersed ore particles, which are separated from the liquid by centrifugal force inside the so-called hydrocyclone equipment. The constant advance of the processing power of the computers together with the evolution in the techniques and numerical methods has allowed to simulate with great precision complex problems of fluidodynamics like the flow in hydrocyclones. In this sense, this work aims to study the process of separation of ore particles in hydrocyclones using Ansys Fluent software. For the fluid dynamics simulation, a mathematical model based on an Eulerian-Lagrangian analysis was used. Results of pressure, velocity, and volumetric fraction phases, efficiency of the separation process under various operational conditions are presented and evaluated. From the results it has been found that increasing the flow velocity at the inlet of the equipment tends to increase the performance of the hydrocyclone in the separation efficiency to a certain extent.
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Estudo experimental do comportamento de um hidrociclone com cone e cilindro filtrantes

Salvador, Fernanda Falqueto 23 July 2013 (has links)
Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Hydrocyclones are equipments destined to solid-liquid separation broadly used in industry due to its advantages, including compact geometry, high separation efficiency, simple maintenance and low cost. Depending on the user desired finality (concentration or classification), it is possible to potentiate the hydrocyclones performance by the simultaneous use of new unit operations to hydrocycloning, for example, the filtration. The filtering hydrocyclone was an equipment developed and improved by FEQUI/UFU researchers. In this way the objective of this work was to experimentally study the effect of incorporating a porous cylinder and cone, together or separately, to the optimized geometry conventional hydrocyclone (H11). Experiments were done with aqueous suspension of phosphate rock in three different permeability values for the porous media and three underflow diameters. According to the main results, the hydrocyclones HCiF, HCoF and HCiCoF showed mean decrease in the energetic consume of 13, 32 and 35% respectively, in comparison to conventional hydrocyclone (HCon), in the lowest permeability used for the filtering medium. However the underflow-to-throughput ratio of the hydrocyclones HCiF, HCoF and HCiCoF increased in relation to the conventional hydrocyclone (HCon), regardless the permeability or the underflow diameter used. About the total efficiency of the filtering equipments, little differences in relation to the conventional separator were observed, and can be said that this variable remained practically constant for the same operational condition. From the experimental data it was possible to obtain the project equations and the total efficiency curves even for distinct granulometries of each hydrocyclone studied. In summary can be concluded that in the case of filtering hydrocyclones, it is not advisable to use filtering medium with permeability higher than 2,0.10-6 m2 because, in energetic terms, they will consume more energy than the conventional hydrocyclone, and in terms of separation they will be practically equal to the conventional separator. / Hidrociclones são equipamentos destinados à separação sólido-líquido amplamente utilizados na indústria devido a suas vantagens, incluindo geometria compacta, alta eficiência de separação, manutenção simples e baixo custo. Dependendo da finalidade almejada pelo usuário (concentração ou classificação), é possível potencializar o desempenho dos hidrociclones mediante o uso simultâneo de novas operações unitárias à hidrociclonagem como, por exemplo, a filtração. O hidrociclone filtrante foi um equipamento desenvolvido e aperfeiçoado por pesquisadores da FEQUI/UFU. Dessa maneira, o intuito deste trabalho foi estudar, experimentalmente, o efeito da incorporação do cilindro e cone porosos, conjunta ou separadamente, ao Hidrociclone Convencional de geometria otimizada (H11). Para tanto, os ensaios foram conduzidos com suspensão aquosa de rocha fosfática em três valores de permeabilidade para os meios porosos e três diâmetros de underflow. De acordo com os principais resultados, os hidrociclones HCiF, HCoF e HCiCoF apresentaram decréscimos médios no consumo energético de 13, 32 e 35% respectivamente, em comparação ao Hidrociclone Convencional (HCon), na menor permeabilidade utilizada para o meio filtrante. No entanto, a Razão de Líquido dos hidrociclones HCiF, HCoF e HCiCoF aumentou em relação à do Hidrociclone Convencional, independente da permeabilidade ou do diâmetro de underflow utilizados. Em se tratando da Eficiência Total dos equipamentos filtrantes foram observadas pequenas diferenças em relação ao separador convencional, podendo dizer que essa variável permaneceu praticamente constante para a mesma condição operacional. A partir dos dados experimentais, foi possível obter as equações de projeto, bem como as curvas de Eficiência Total para granulometrias distintas da utilizada para cada hidrociclone estudado. Em suma, pôde-se concluir que, em se tratando de hidrociclones filtrantes, não é aconselhável empregar meios filtrantes com o valor de permeabilidade maior do que aproximadamente 2,0.10-16 m2, já que, em termos energéticos, consumiriam mais energia do que a utilizada pelo Hidrociclone Convencional e em termos de separação, seriam praticamente idênticos ao separador convencional. / Mestre em Engenharia Química
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Aspectos geométricos e hidrodinâmicos de um hidrociclone no processo de separação de sistemas multifásicos: aplicação à indústria do petróleo. / Geometrical and hydrodynamic aspects of a hydrocyclone in the separation process of multiphase system: application to oil industry.

BARBOSA, Enivaldo Santos. 26 September 2018 (has links)
Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T17:18:12Z No. of bitstreams: 1 ENIVALDO SANTOS BARBOSA – TESE (PPGEP) 2011.pdf: 14587469 bytes, checksum: 427f6de191a79c41d2bb8c8b12fba569 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-26T17:18:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ENIVALDO SANTOS BARBOSA – TESE (PPGEP) 2011.pdf: 14587469 bytes, checksum: 427f6de191a79c41d2bb8c8b12fba569 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / A indústria do petróleo tem se apoiado tradicionalmente na utilização de dispositivos separadores convencionais baseados no efeito da gravidade que, em geral, são volumosos e com tempo de residência elevado. Os hidrociclones vem sendo comumente usados na separação água/óleo pela indústria de petróleo, devido à elevada capacidade de processamento, baixo custo de manutenção e por exigirem pouco espaço para sua instalação. No entanto, tem-se observado a presença de areia e/ou gás durante a produção e transporte do petróleo. Daí surge a necessidade do desenvolvimento de tecnologias avançadas de separação areia/óleo/água/gás. Neste contexto,o presente trabalho, se propõe estudar o processo de separa¸c˜ao areia/água/gás de uma corrente de óleo utilizando um hidrociclone. As pesquisas foram desenvolvidas usando o pacote comercial ANSYS CFX 12. O modelo matemático usado considera escoamento tridimensional, turbulento, estacionário e é baseado na abordagem Euleriana-Euleriana, para os casos monofásico (água) e multifásico (água-óleo, areia- água - óleo, areia - água - óleo - gás). Foram avaliadas as influˆencias dos modelos de turbulência ( – , RNG – padrões e modificados, SST e RSM–SSG), dos aspectos geométricos e parâmetros físicos na previsão do comportamento do escoamento no hidrociclone. Resultados dos perfis de velocidade axial e tangencial, distribuições de velocidade, pressão e fração volumétrica das fases, eficiência de separação e queda de pressão são apresentados e analisados. Constatou-se o caráter tridimensional do escoamento e boa concordância dos resultados numéricos com dados experimentais da distribuição radial das componentes de velocidade tangencial e axial. O hidrociclone avaliado foi capaz de separar adequadamente a água, areia e gás da corrente de oleosa, com eficiência de remoção 33,07%, 92,52% e 3,81%, respectivamente, para uma vazão volumétrica da mistura tetrafásica de 8,5 m3/h, na entrada do hidrociclone. / The oil industry has traditionally been supported by the use of conventional separators devices based on the gravity effect which are generally bulky and provide high residence time. The hydrocyclone have been commonly used in oil-water separation by the oil industry due to high processing capacity, lower maintenance cost and minor physical space to installation. However has been observed the presence of sand and /or gas during oil production and transportation. For this reason, the need for developing of advanced technologies has strongly arisen, intending to separate sand/oil/water/gas. In this context, the present work aims to study the separation process of sand/water/gas from oil stream, using a hydrocyclone. The research were developed using the commercial package ANSYS CFX 12. The used threedimensional mathematical model considers turbulent and steady state flow and it is based on Eulerian-Eulerian approach for single-phase (water) and multiphase (wateroil, sand-water-oil, sand - water - oil - gas) cases. The influence of turbulence models ( – , RNG – standard and modified, SST and RSM–SSG), and geometric aspects of the physical parameters in predicting of flow behavior in the hydrocyclone were evaluated. Results of axial and tangential velocity profiles, tangential velocity, pressure and volumetric fraction distributions, separation efficiency and pressure drop are presented and analyzed. One can find the three-dimensional flow aspect and reasonable approximation of numerical results with experimental data of the radial distribution of tangential and axial velocity components. The evaluated hydrocyclone was able to separate adequately water, sand and gas from the oil flow with remotion efficiency of 33.07%, 92.52% and 3.81%, respectively, to a four-phase mixture and inlet volumetric flow rate of 8.5 m3/h in the hydrocyclone.

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