In the fermentation process for ethanol production, the yeast Saccharomyces cerevisiae are recovered and recycled to a new stage of fermentation. This separation process is a major challenge, because the yeasts are small and low density. For this purpose the hydrocyclone emerges as an interesting alternative, because it uses the same principle of centrifugal separation, requires low maintenance and can be readily sterilized. This study aimed to optimize the separation process of yeast fermentation using hydrocyclones. To this end, was evaluated through experimental studies the influence of geometric and operational variables on the performance of hydrocyclones. A factorial experimental design (34) was applied and the results were used for the determination of empirical mathematical models that describe the capacity, total efficiency of separation, the flow ratio and reduced separation efficiency as a function of different geometric variables (feed inlet diameter, overflow diameter and angle of the hydrocyclone cone) and pressure drop. The geometry "optimum" founded was used in another factorial experimental design which aimed at evaluating the effect of concentration and pressure drop on the performance of the hydrocyclone. The diameters of the feed and overflow pipes studied were 2, 3 and 4 mm, while the angles of the hydrocyclone cone ranged from 6, 8 and 10º. The tests were conducted with suspensions of yeast in water with yeast concentrations from 0.5% to 5.5% by mass. All tests were performed at three different pressure drops (15, 23 and 31 psi). For yeast concentration of 1% was obtained total efficiencies of separation between 36.54 to 92.02%, reduced separation efficiencies from 4.67 to 55.59%, capacities from 0.1183 to 0.4579 m3/h and flow ratios, ranging from 31.74 to 84.30%. It also investigated the centrifugal forces generated within these devices ranging from 291g to 4153g. Analysis and discussion of the results show that the reduction of geometric variables with the increase in pressure drop and use of less concentrated suspensions led, in general, to an increase in total efficiency of separation. For the largest pressure drop conditions, the reduction of viability was checked and presented values below 6.76%. CFD techniques have also been applied in order to simulate the internal flow of a hydrocyclone. / No processo de fermentação para produção de etanol, as leveduras de Saccharomyces cerevisiae são recuperadas e recicladas para uma nova etapa de fermentação. Este processo de separação representa um grande desafio, pois as leveduras são pequenas e com baixa densidade. Para tal finalidade, o hidrociclone surge como uma alternativa interessante pois, além de utilizar o mesmo princípio de separação das centrífugas, requer baixo custo de manutenção e pode ser prontamente esterilizado. O presente trabalho teve como objetivo otimizar o processo de separação de leveduras da fermentação alcoólica utilizando hidrociclones. Para tanto, avaliou-se, através de estudos experimentais, a influência de variáveis geométricas e operacionais sobre o desempenho de hidrociclones. Um planejamento experimental fatorial (34) foi empregado e os resultados foram usados para a determinação de modelos matemáticos empíricos que descrevem a capacidade, eficiência total, a razão de líquido e a eficiência total reduzida como função de diferentes variáveis geométricas (diâmetro da alimentação, diâmetro do overflow e ângulo de tronco de cone) e da queda de pressão. A geometria ótima encontrada foi utilizada em um outro planejamento 3 níveis que visava avaliar o efeito da concentração e da queda de pressão sobre o desempenho deste hidrociclone. Os diâmetros dos dutos de alimentação e overflow estudados foram de 2, 3 e 4 mm, enquanto que os ângulos de tronco de cone analisados foram de 6, 8 e 10º. Os ensaios foram conduzidos com suspensões de leveduras em água, com concentrações de leveduras de 0,5% a 5,5% em massa. Todos os testes foram realizados a três diferentes quedas de pressão (15, 23 e 31 psi). Para uma concentração de leveduras de 1%, foram obtidas eficiências totais de separação entre 36,54 a 92,02%, eficiências totais reduzidas de 4,67 a 55,59%, capacidades de 0,1183 a 0,4579 m3/h e razões de líquido com valores entre 31,74 a 84,30%. Investigaramse também as forças centrífugas geradas no interior destes equipamentos que variaram de 291g a 4153g. Da análise e discussão dos resultados, pôde-se identificar que a diminuição das variáveis geométricas junto ao aumento na queda de pressão e utilização de suspensões menos concentradas levou, de um modo geral, a um aumento na eficiência total de separação. Para as maiores condições de queda de pressão foram verificadas as quedas de viabilidade que se situaram abaixo de 6,76%. Técnicas de CFD também foram aplicadas no intuito de simular o escoamento interno de um hidrociclone. / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Ranulfo Monte Alegre, Mauro de Paula Moreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T03:48:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_VivianTavaresde_M.pdf: 509667 bytes, checksum: c01614971b8549f57b3ad1b82a597e93 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho foram construídos cinco tipos de hidrociclones, seguindo as geometrias recomendadas por Rietema (1961) e Bradley (1965), para avaliação da eficiência de separação de óleo emulsionado em água. O objetivo foi maximizar a eficiência do hidrociclone como prédepurador de águas residuárias. Emulsões de óleo em água e soluções com partículas de carvão e Sacaromyces cerevisiae foram mantidas num tanque de alimentação com agitador mecânico, para completa homogeneização das emulsões e suspensões. Os hidrociclones foram alimentados por meio de uma bomba centrífuga. Um dos hidrociclones tinha uma parte cônica no topo, sem a presença do tubo inserido na parte cilíndrica (CM1). Em um segundo modelo (CM2) foi introduzido uma rosca sem fim com onze passos, na parte cilíndrica do hidrociclone para aumentar o tempo de residência das partículas no campo centrífugo. O hidrociclone (CM3) foi diferenciado do CM2 pela inserção de um tubo cilíndrico na parte central. O hidrociclone (CM4) foi diferenciado do modelo de Bradley pela inserção de uma rosca sem fim. Também foi construído um hidrociclone modelo de Bradley para fins de comparação. Amostras foram coletadas na alimentação, underflow e overflow para posterior determinação da concentração de óleo emulsionado em água. O método de DQO, conforme descrito no Standard Methods, foi usado na determinação da concentração de óleo, usando uma curva padrão. A eficiência global do hidrociclone de Bradley foi maior que dos modelos CM1 e CM2, entretanto a eficiência global de separação desses hidrociclones operando sob condições de reciclo foi significativamente maior que em modo contínuo. O hidrociclone CM2 apresentou maior eficiência que o modelo CM1. O hidrociclone CM3 não apresentou diferença significativa de eficiência global em relação ao modelo tradicional de Bradley, apresentando eficiência global semelhante à do hidrociclone CM2 operando em sistema de reciclo, portanto em relação ao CM2, o hidrociclone CM3 foi um pouco mais eficiente. A eficiência global do hidrociclone CM4 foi semelhante à apresentada pelo hidrociclone de Bradley. Os hidrociclones estudados não foram eficientes para a concentração de células de Saccharomyces cerevisiae e nem na separação de finas partículas de carvão / Abstract: In this work five different hydrocyclones were constructed based on geometry recommended by Rietema (1961) and Bradley (1965), for evaluation of the efficiency to separate emulsified oil from water. Its aim was to maximize the hydrocyclone efficiency as wastewater pre-depurator. Oil-in-water emulsions and solutions with particles of coal and Sacaromyces cerevisiae in water were maintained in a agitate tank to ensure the complete homogenization of the emulsions and solutions. The hydrocyclones were feed through a centrifugal pump. One of the hydrocyclones has two conical parts and one cylindrical part (CM1). In a second model a static screw with eleven threads was inserted in the cylindrical part of the hydrocyclone to increase the course of the particles in the centrifugal field (CM2). The hydrociclone (CM3) was differentiated of CM2 for the insertion of a tube in its central part. The hydrocyclone (CM4) was constructed from Bradley model hydrocyclone for the insertion of a static screw with six threads. Also it was constructed a Bradley model for ends of comparisons. Samples of the water-oil emulsion were collected at the feed, underflow and overflow to determined the oil concentration. The COD test, as recommended by Standard Methods, was used to determine the oil concentration, after the sample dilution. The overall efficiency of separation oil of the Bradley model hydrocyclone was better than the hydrocyclones CM1 and CM2, therefore the overall efficiency of separation of these hydrocyclones operating in recycle was significantly higher than without recycle, under same operating conditions. The CM2 model had overall efficiency higher than the CM1 model. No higher significant difference was found with the increase of the power pump, as well as no higher significant difference of overall efficiency was found between CM3 and Bradley model hydrocyclones. The hydrocyclones studied cannot efficiently separate Sacaromyces cerevisiae or coal powder from water with high efficiencies / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-03-13T17:19:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao_artur_mestrado_engenharia.pdf: 3325844 bytes, checksum: b863f8afcb5e72944fca004924293530 (MD5) / Approved for entry into archive by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2017-03-13T17:20:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao_artur_mestrado_engenharia.pdf: 3325844 bytes, checksum: b863f8afcb5e72944fca004924293530 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T17:20:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertacao_artur_mestrado_engenharia.pdf: 3325844 bytes, checksum: b863f8afcb5e72944fca004924293530 (MD5) Previous issue date: 2015-12-03 / O descarte de efluentes industriais e residenciais em corpos hídricos ganha cada vez mais atenção da fiscalização dos órgãos ambientais. Assim, é crescente a contribuição de grupos de pesquisas científicas em desenvolver novas tecnologias que contribuam para que esses descartes sejam menos prejudiciais à natureza. A indústria têxtil contribui com uma grande geração de poluentes que quando não são devidamente tratados se tornam agravante problema ambiental. Uma das matérias primas da indústria têxtil é a lã de ovinos. Devido às condições como são criadas as ovelhas, para o processamento industrial dessa lã é indispensável a retirada da maior parte possível de impurezas por meio da lavagem, para então ser transformada em fio pelo processo de cardar e por fim ser fiada e tingida. A alta temperatura e pH que são utilizados na lavagem contribuem significativamente para a geração dos lodos como efluente e a alta quantidade de água utilizada faz com que este efluente fique bastante úmido. O método mais comum de tratamento desse tipo de efluente se dá por meio da decantação ou sedimentação através de tratamento biológico via sistema de lodos ativados. Apesar de apresentar uma boa eficiência, esse método não é suficiente para remoção de compostos orgânicos dissolvidos, além de produzir grande volume de lodo. Algumas opções como a secagem ou hidrociclonagem, contribuem para o espessamento dos lodos gerados durante o tratamento do efluente. Os parâmetros geométricos dos hidrociclones dependem da família a qual ele pertence, as configurações da família Rietema e Bradley são os que aparecem com mais frequência nos trabalhos da literatura quando se trata de equipamentos com boa eficiência para separação de sólido-líquido. O Rio Grande do Sul, dentre os estados brasileiros, se destaca tanto na produção têxtil como no cenário da pecuária, em especial na produção de lãs de ovinos, por isso o objetivo desse trabalho foi projetar, analisar e simular a fluidodinâmica de hidrociclones do tipo Rietema e Bradley para o espessamento do lodo produzido por uma indústria têxtil da cidade de Bagé – RS. Primeiro, foi realizado a caracterização física do lodo do efluente através da obtenção da temperatura, da massa específica da fase fluida e da parte sólida, da sua viscosidade, da sua concentração de sólidos, e da sua distribuição do tamanho médio de partículas. Também foi feita a caracterização química através das medidas do pH, da DQO, da quantidade de matéria orgânica e condutividade elétrica. Com base nesses resultados e nas equações que relacionam a eficiência com diâmetro de corte e com o diâmetro da secção cilíndrica do hidrociclone, foi possível projetar e analisar o comportamento das eficiências dos hidrociclones de configuração Rietema e Bradley. Também foi verificado com base nas relações de Euler e Reynold qual dos hidrociclones tem menor gasto energético para uma mesma faixa de eficiência. Por fim, foi realizada a análise numérica por meio de simulação computacional, por CFD utilizando o programa ANSYS para descrever os perfis de velocidade, pressão e o comportamento da fase líquida e sólida no interior dos hidrociclones. Os resultados da caracterização física demostraram que o lodo possui massa específica de 1000,05 kg/m3 e o sólido contido no lodo possui uma massa específica de 1002,64 kg/m3 e diâmetro de partícula de 586 e uma concentração volumétrica de sólidos de 4,2 %. Na sensibilidade paramétrica, os hidrociclones de configuração Rietema e Bradley se comportaram de maneira bastante semelhante. Os resultados das simulações auxiliaram no conhecimento e na interpretação gráfica de como ocorre o movimento do fluido e a separação das fases no interior do hidrociclone. Na visualização dos perfis de velocidade tangencial, foi observado que esta é maior na região central do hidrociclone, onde retornará por movimento helicoidal ascendente, à fase menos densa. As correntes de pressão mostraram que essa variável é maior próxima nas paredes do hidrociclone, o que provoca a separação das fases. Para análise da eficiência foi utilizado o modelo Lagrangeano com curva de dispersões de sólido em água com mediana de distribuição de 586 . Ambos hidrociclones projetados apresentaram uma eficiência de separação de 74 %. / The disposal of industrial and residential wastewater into water bodies has gained increasing attention of surveillance of environmental agencies. So it is increasing the contribution of scientific research groups to develop new technologies to help ensure that these discharges are less harmful to nature. The textile industry contributes a great generation of pollutants that are not properly treated when they become aggravating environmental problem. One of the raw materials of the textile industry is the sheep wool. Due to the sheep conditions are created for the industrial processing of such wool is essential that the largest possible removal of impurities by washing, then to be transformed into yarn by carding process and finally be spun and dyed. The high temperature and pH which are used in the wash contribute significantly to the generation of effluent and sludge as high amount of water used makes this effluent becomes moist enough. The most common method of treatment of this effluent is through decantation or sedimentation through biological treatment through activated sludge system. Despite presenting a good efficiency, this method is not sufficient for removing dissolved organic compounds, besides being very susceptible to the effluent composition and produce large amounts of sludge. Some options like, drying or hydrocycloning, contribute to the thickening of sludges generated during treatment of the effluent. The geometric parameters of hydrocyclones depend on the family to which it belongs, Rietema and Bradley Family settings are appearing more frequently in the work of literature when it comes to equipment with good efficiency for solid-liquid separation. The Rio Grande do Sul, among the Brazilian states, it is so prominent in the textile production and in livestock scenario, especially in wool production of sheep, so the aim of this study was to design, analyze and simulate the fluid dynamics of hydrocyclones type Rietema and Bradley for sludge thickening produced by a textile city of Bage - RS. First the physical characterization was carried effluent sludge by raising the temperature, the density of the fluid phase and the solid part of its viscosity, its solids concentration and its distribution of the average particle size. Also the chemical characterization was done by raising the pH, COD, the amount of organic matter and conductivity. Based on these results and the equations that relate efficiency with cutting diameter and the diameter of the cylindrical section of the hydrocyclone, it was possible to design and analyze the behavior of the efficiencies of Rietema and Bradley configuration hydrocyclones. It also found based on the relationship of Euler and Reynold which the hydrocyclones has lower energy expenditure for the same range of efficiency. Finally, a numerical analysis was carried out through computer simulation by CFD ANSYS software to describe the velocity profile, pressure and performance of liquid and solid phase within the hydrocyclones. The results of the physical characterization showed that the sludge has a specific weight of 1000.05 kg / m3 and the solid contained in the sludge has a specific weight of 1002.64 kg / m3 and a particle diameter of 586 m and a volume concentration of 4 ,2 %. In parametric sensitivity, the configuration hydrocyclones Rietema and Bradley behaved in much the same way. The simulation results helped in knowledge and graphic interpretation of how occurs the fluid motion and phase separation inside the hydrocyclone. In view of the tangential velocity profiles, it was observed that this is higher in the central region of the hydrocyclone, which returns ascending helical movement, the less dense phase. The pressure currents shown that this variable is greater near the walls of the hydrocyclone, which causes phase separation. To analyze the efficiency we used the Lagrangian model with solid dispersions curve in water with a median of distribution of 586 micrometers. Both hydrocyclones designed showed a 74% separation efficiency.

The increase of the industrial pollution has been carrying the organs of environmental control to review the legislation in force and to limit in a more rigorous form the discards of industrial effluent. As opposed, the companies have been improving the treatment systems of their effluent, applying new technologies. In the petroleum industry, in the oil-water separation, are used floatation chamber and hydrocyclones. The floatation seeks to recover the oil residue through gravitational separation, while the hydrocyclones try to accelerate this process with the use of the centrifugal force. The hydrocyclones in study are equipment constituted of a cylindrical part and two conic parts joint, in which the supply is constituted by two entrances involute, diametrically opposite, presenting a normal axis to the equipment and positioned tangentially to the lateral wall of the cylinder. The separator has two openings for exit, axis positioned to the equipment, one of them, called overflow, placed near to the supply section and to another, called underflow, placed near to the vertex of the conic body of the hydrocyclone. The analysis of the fluid-dynamic behavior of the hydrocyclone was led through the numeric simulation of the treatment of water produced, applying methods of Computational Fluid-dynamic (CFD). In the used computational tool, CFX, it is possible to build the geometry, draw the numeric mesh, adjust the simulation parameters, solve and to analyze the results, being able to be applied for several kinds of flow. It accomplished an experimental planning with the goal of analyzing the influence of the geometry in the separation efficiency of the hydrocyclone, in other words, know which variables were more important for the separation efficiency. To evaluate the performance of the equipment were calculated the Flow Ratio (Rf) and the Reduced Grade Efficiency (G ), for each geometry. Due to the great number of tested variables, whatever Dc, Do, Du, Hc, VF e L1 it opted to not analyze the effect of each one in separated, but the interactions of these. The different numeric simulations were considered as computational experiments. In all the 19 computational experiments, the simulations were initiated with the turbulence model k-e, these last used as initial values for the simulations with the turbulence model SSG, because this last is what best represents the flow in the hydrocyclone. The analyses done in the Essential Regression show that the variables which the most influence the separation efficiency are the overflow and underflow diameters. The reduced grade efficiencies stayed well distributed in the range 0-96%, what shows that the choice of the size of tried drop (250 mm) was adequate. The greatest reason values of fluid were obtained for Do/Du @ 1.0 and the minors, excluding Rf = 0, for Do/Du @ 0.2. In the studied intervals, the greatest Reduced Grade Efficiency values are obtained with the biggest values of Do and the smallest of Du. The smallest results of Flow Ratio are obtained with the smallest values of Do and the biggest values of Du. / O aumento da poluição industrial tem levado os órgãos de controle ambiental a rever a legislação em vigor e a limitar de forma mais rigorosa o descarte de efluentes industriais. Em contrapartida, as empresas têm melhorado os sistemas de tratamento de seus efluentes, aplicando novas tecnologias. Na indústria de petróleo, na separação óleo-água, são usados flotadores e hidrociclones. A flotação procura recuperar o resíduo de óleo através de separação gravitacional, enquanto que os hidrociclones procuram acelerar este processo com o uso da força centrífuga. Os hidrociclones em estudo são equipamentos constituídos de uma parte cilíndrica e duas partes cônicas justapostas, nas quais a alimentação é constituída por duas entradas em voluta, diametralmente opostas, apresentando um eixo normal ao do equipamento e posicionada tangencialmente à parede lateral do cilindro. O separador tem duas aberturas para saída, posicionadas axialmente ao equipamento, uma delas, chamada overflow, situada próxima à seção de alimentação e a outra, chamada underflow, situada próxima ao vértice do corpo cônico do hidrociclone. A análise do comportamento fluidodinâmico do hidrociclone foi conduzida através da simulação numérica do tratamento da água produzida, aplicando-se métodos de Fluidodinâmica Computacional (CFD). Na ferramenta computacional utilizada, CFX, é possível construir a geometria, desenhar a malha numérica, ajustar os parâmetros de simulação, resolver e analisar os resultados, podendo ser aplicado para diversos tipos de escoamento. Realizou-se um planejamento experimental com o objetivo de analisar a influência da geometria na eficiência de separação do hidrociclone, ou seja, saber quais variáveis eram mais relevantes para a eficiência de separação. Para avaliar o desempenho do equipamento foram calculadas a Razão de Fluido (Rf) e a Eficiência Granulométrica Reduzida (G ), para cada geometria. Devido ao grande número de variáveis testadas, quais sejam Dc, Do, Du, Hc, VF e L1 optou-se por não analisar o efeito de cada uma em separado, mas a interações destas. As diferentes simulações numéricas foram consideradas como experimentos computacionais. Em todos os 19 experimentos computacionais, as simulações foram iniciadas com o modelo de turbulência k-, estas últimas utilizadas como valores iniciais para as simulações com o modelo de turbulência SSG, pois este último é o que melhor representa o escoamento no hidrociclone. As análises feitas no Essential Regression mostram que as variáveis que mais influenciam a eficiência de separação são os diâmetros de overflow e de underflow. As eficiências granulométricas reduzidas ficaram bem distribuídas na faixa 0-96%, o que mostra que a escolha do tamanho de gota testado (250 mm) foi adequada. Os maiores valores de razão de fluido foram obtidos para Do/Du @ 1,0 e os menores, excluindo-se Rf = 0, para Do/Du @ 0,2. Nos intervalos estudados, os maiores valores de Eficiência Granulométrica Reduzida são obtidos com os maiores valores de Do e os menores de Du. Os menores resultados de Razão de Fluido são obtidos com os menores valores de Do e os maiores valores de Du.

Orientador: Eugenio Spano Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T04:17:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morandin_MarceloLuiz_M.pdf: 6899296 bytes, checksum: 3abf17e0fd6016b0fea94b6bccdb6487 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O estudo desenvolvido têm como tema central separadores cic1ônicos gás-líquido. Mais precisamente, procura-se caracterizar experimentalmente e desenvolver um modelo que possa prever o comportamento do escoamento de líquido que se desenvolve na forma de um filme de espessura reduzida sob a ação combinada dos campos centrífugo e gravitacional de forças, sendo esta uma das principais características dos separadores ciclônicos. Para tal, utiliza-se de duas técnicas experimentais para determinação direta da espessura média do filme de líquido: sonda de condutância e ultra-som. Por meio de visualização o ângulo que o filme faz com a horizontal também é determinado experimentalmente. Uma combinação destas variáveis experimentais permite uma determinação indireta das componentes axial e tangencial da velocidade média local do filme. Um modelo é desenvolvido a partir das equações de camada limite na forma integral tomada em termos médios num sistema cilíndrico de coordenadas e sob a hipótese de escoamento axisimétrico. São realizadas comparações entre as técnicas experimentais empregadas e os dados utilizados para validar o modelo proposto / Abstract: The work is applied to the gas-liquid separator field and focus on the hydrodynamics aspects of the developing liquid film under the action of centrifugal and gravitational force fields. The main objective is to characterize experimentally the liquid film and develop a model capable to predict the average film quantities. Toward this objective two experimental techniques are employed to measure the average film thickness distribution: a conductive probe and ultrasound. AIso, using flow visualization the angle of the film with respect to the horizontal is determined. Using these two experimentally variable and the mass flow rate, the axial and tangentiallocal average film velocity is indirectly achieved. The flow modei developed is based on the integral form of the boundary layer equations in a cylindrical coordinate system and assuming axis-symmetric flow. A direct comparison between the film thickness experimental techniques is drawn as well as the model validation is conducted against the experimental data / Mestrado / Fenomenos de Transporte / Mestre em Engenharia Mecânica

Petróleo Brasileiro S.A. / O presente trabalho aborda aspectos sobre o tratamento de águas oleosas, através de hidrociclones, em uma planta de processamento primário de petróleo. Apresenta o hidrociclone, sua utilização pela indústria do petróleo e os fenômenos de escoamento que ocorrem no seu interior. A partir das equações da conservação de massa e da quantidade de movimento linear, fazendo-se diversas considerações simplificadoras, chega-se a uma equação diferencial para a função corrente que, após ser trabalhada, possibilita a obtenção do conjunto de equações utilizadas como modelo para o cálculo da eficiência de separação do hidrociclone. Estudam-se algumas causas que fazem com que uma gota se deforme ou quebre, em seguida observam-se quais dessas causas são aplicadas no caso do escoamento no interior do hidrociclone, e desenvolve-se um modelo simplificado para a representação do fenômeno da quebra de gotas. Calcula-se uma nova eficiência de separação, levando-se em conta o fenômeno da quebra de gotas. Toda a modelagem computacional foi feita com a utilização do software MATLAB. / The present work approaches aspects of oily water treatment, by using hydrocyclones, in a petroleum primary processing plant. It shows the hydrocyclone, its utilization in the petroleum industry and the flow phenomena occurring within it. Starting from the mass conservation and linear momentum conservation equations, assuming some hypothesis, one writes a differential equation for the stream function that, after some work, provides a set of equations suited to use as a model for calculating the hydrocyclone separation efficiency. Some causes of the deforming and break-up of droplets are studied. Afterwards, it is investigated which of these causes apply to the flow inside of the hydrocyclone and, finally, a simple model representative of the droplet break-up phenomenon is developed. A new separation efficiency is calculated, considering the droplet break-up phenomenon. All the computational modeling was done using software MATLAB.

Petróleo Brasileiro S.A. / O presente trabalho aborda aspectos sobre o tratamento de águas oleosas, através de hidrociclones, em uma planta de processamento primário de petróleo. Apresenta o hidrociclone, sua utilização pela indústria do petróleo e os fenômenos de escoamento que ocorrem no seu interior. A partir das equações da conservação de massa e da quantidade de movimento linear, fazendo-se diversas considerações simplificadoras, chega-se a uma equação diferencial para a função corrente que, após ser trabalhada, possibilita a obtenção do conjunto de equações utilizadas como modelo para o cálculo da eficiência de separação do hidrociclone. Estudam-se algumas causas que fazem com que uma gota se deforme ou quebre, em seguida observam-se quais dessas causas são aplicadas no caso do escoamento no interior do hidrociclone, e desenvolve-se um modelo simplificado para a representação do fenômeno da quebra de gotas. Calcula-se uma nova eficiência de separação, levando-se em conta o fenômeno da quebra de gotas. Toda a modelagem computacional foi feita com a utilização do software MATLAB. / The present work approaches aspects of oily water treatment, by using hydrocyclones, in a petroleum primary processing plant. It shows the hydrocyclone, its utilization in the petroleum industry and the flow phenomena occurring within it. Starting from the mass conservation and linear momentum conservation equations, assuming some hypothesis, one writes a differential equation for the stream function that, after some work, provides a set of equations suited to use as a model for calculating the hydrocyclone separation efficiency. Some causes of the deforming and break-up of droplets are studied. Afterwards, it is investigated which of these causes apply to the flow inside of the hydrocyclone and, finally, a simple model representative of the droplet break-up phenomenon is developed. A new separation efficiency is calculated, considering the droplet break-up phenomenon. All the computational modeling was done using software MATLAB.