[pt] O impactador inercial em cascata é um instrumento no
qual
uma amostra
de ar e poluentes (aerossóis) é obrigada a percorrer um
trecho contendo
obstáculos, chamados placas de impactação. Os obstáculos
forçam o jato a
mudar de direção, mas como as partículas têm maior
inércia
do que o fluido, não
acompanham as linhas de corrente do escoamento e acabam
por depositar-se
sobre estes obstáculos. Diferenças na geometria
envolvendo
diminuição de área
de passagem de escoamento e conseqüente aumento de
velocidades, fazem
com que, a cada estágio, partículas de diâmetros menores
sejam coletadas. O
desafio é projetar um instrumento que maximize a
eficiência de coleta,
diminuindo as perdas por deposição indesejável de
partículas nas paredes,
recirculações e outros efeitos. Nesta Dissertação de
Mestrado foi realizado o
projeto de um impactador de três estágios coletando,
respectivamente, partículas
com diâmetro aerodinâmico de 10, 2,5 e 1 (mi)m, operando
com
vazão de 30 lpm
(litros por minuto) e pressão atmosférica. Na análise de
desempenho do
instrumento, foram realizadas simulações numéricas com o
objetivo de analisar
características do escoamento e da trajetória de
partículas e levantar as curvas
de eficiência de coleta. Foram realizados, também,
testes
experimentais
reproduzindo condições de uso com o intuito de levantar
as
curvas de eficiência
reais. Os resultados numéricos e experimentais foram
comparados e
apresentam-se ao final, conclusões sobre o desempenho do
instrumento e
recomendações para trabalhos futuros. / [en] Impactors are simple devices in which a sample flows of
air and pollutants
flow around an obstacle, called impaction plate. Particles
with sufficient inertia will
slip across the flow streamlines and impact on the
obstacle. Particles with less
inertia will follow the airflow away from the impaction
surface. Inertial cascade
impactors have more than one impaction area. Each one has
an impaction plate
and a nozzle plate. From one stage to the other, the
nozzle diameters become
smaller and, consequently, the velocities are higher. This
allows for the collection
of smaller particles. The challenge is to design an
instrument with the higher
collection efficiency as possible, reducing wall losses,
recirculation regions and
other effects. In this study a 3-stages inertial cascade
impactor was designed and
tested. The cut-point aerodynamic diameters for each stage
were 10, 2.5 and 1
(mi)m, respectively, when operating with a flow rate of 30
l/min at atmospheric
pressure. To evaluate the instrument, some numerical
simulations were
performed. They provided results for the flow field,
particle trajectories and the
collection efficiency curves. Experimental tests were also
done to allow for the
determination of the real efficiency curves. The numerical
and experimental data
were compared. Finally, the conclusions of the work and
recommendations for
future studies are presented.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:7904 |
| Date | 14 March 2006 |
| Creators | CLAUDIA MARCIA FERREIRA COSTA |
| Contributors | MARCOS SEBASTIAO DE PAULA GOMES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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