Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22632
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorKyriakidis, Yanne Novais-
dc.date.accessioned2018-10-17T17:25:30Z-
dc.date.available2018-10-17T17:25:30Z-
dc.date.issued2018-07-10-
dc.identifier.citationKYRIAKIDIS, Yanne Novais. Otimização geométrica de hidrociclones a partir de um histórico em hidrociclonagem na FEQUI/UFU. 2018. 125 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.808.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22632-
dc.description.abstractHydrocyclones are centrifugal separators intended for solid-liquid or liquid-liquid separation where there is a significant difference in density between the phases. They are widely used in the industrial environment and among its advantages it can be listed its compact geometry, simple construction, low maintenance cost and high efficiency. Depending on the purpose of the process (concentration or classification), it is possible to enhance the performance of these separators by optimizing geometric variables. The study of unconventional hydrocyclones has always been a subject of research by FEQUI / UFU. In this context, the aim of this work was to find optimal geometric relations for hydrocyclones in case studies of discrete and "semi-continuous" optimization by data collection and estimation of prediction equations using the Response Surfaces technique to implement them in an optimization algorithm based on genetic algorithm called Differential Evolution Algorithm. Four optimal geometries were generated from the case studies and the equipment were compared experimentally and numerically with geometries from the database that best achieved the specifications of the problem. In addition, a fifth configuration was tested by changing the underflow diameter of one of the optimized hydrocyclones. The geometries were submitted to experimental tests and fluid dynamics simulations. According to the main results, two devices stood out: the optimized geometry to maximize the total efficiency - HGOT1 - and the optimized geometry to minimize the Euler number with the change in the diameter of underflow - HGOT3DU3. HGOT1 reached the same level of total efficiency as the best hydrocyclone in the database, but with a 44.69% reduction in energy expenditure. Although optimized to minimize energy expenditure, HGOT3DU3 was shown to be a more concentrator hydrocyclone than those cataloged in the database, providing a mean underflow-to-throughput ratio 49.73% smaller and a mean volumetric concentration of solids in the underflow stream 52.43% higher than the most concentrator equipment in the researched literature.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.subjectHidrociclonept_BR
dc.subjectOtimizaçãopt_BR
dc.subjectCFDpt_BR
dc.subjectEficiência totalpt_BR
dc.subjectRazão de líquidopt_BR
dc.subjectNúmero de Eulerpt_BR
dc.subjectHydrocyclonept_BR
dc.subjectOptimizationpt_BR
dc.subjectTotal efficiencypt_BR
dc.subjectUnderflow-to-throughput ratiopt_BR
dc.subjectEuler numberpt_BR
dc.subjectEngenharia químicapt_BR
dc.subjectFluidodinâmica computacionalpt_BR
dc.subjectOtimização combinatóriapt_BR
dc.titleOtimização geométrica de hidrociclones a partir de um histórico em hidrociclonagem na FEQUI/UFUpt_BR
dc.title.alternativeGeometric optimization of hydrocyclones based on hydrocyclone studies at FEQUI/UFUpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Vieira, Luiz Gustavo Martins-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6266547523604644pt_BR
dc.contributor.advisor2Barrozo, Marcos Antonio de Souza-
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/7024983341494297pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4496520699221094pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoHidrociclones são separadores centrífugos destinados à separação sólido-líquido ou líquido-líquido onde haja uma significativa diferença de densidade entre as fases. São equipamentos amplamente difundidos no meio industrial e entre suas vantagens estão a geometria compacta, de simples construção, baixo custo de manutenção e alta eficiência. A depender da finalidade do processo (concentração ou classificação), é possível potencializar o desempenho desses separadores mediante a otimização de variáveis geométricas. O estudo de hidrociclones não convencionais sempre foi objeto de pesquisa da FEQUI/UFU e nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi encontrar relações geométricas ótimas para hidrociclones em estudos de casos de otimização discreta e “semi-contínua” por meio do levantamento de um banco de dados a partir de um histórico em hidrociclonagem na FEQUI/UFU e ajustes de equações de predição utilizando técnicas de Superfícies de Resposta para implementá-las em um algoritmo de otimização baseado em algoritmo genético chamado Algoritmo de Evolução Diferencial. Foram geradas quatro geometrias ótimas dos estudos de casos, que foram comparadas experimentalmente e numericamente com geometrias do banco de dados que melhor atendiam às especificações do problema. Adicionalmente, uma quinta configuração foi testada alterando-se o diâmetro de underflow de um dos hidrociclones otimizados. Os equipamentos foram submetidos a testes experimentais e simulações fluidodinâmicas. De acordo com os principais resultados, dois equipamentos se destacaram: a geometria otimizada para maximização da eficiência total – HGOT1 – e a geometria otimizada para minimização do número de Euler com alteração no diâmetro de underflow – HGOT3DU3. O HGOT1 alcançou o mesmo patamar de eficiência total que o melhor hidrociclone do banco de dados, porém com uma redução de 44,69% no gasto energético. Apesar de otimizado para minimizar o gasto energético, o HGOT3DU3 se mostrou um hidrociclone mais concentrador do que aqueles catalogados no banco de dados, fornecendo valores de razão de líquido em média 49,73% menores e concentração volumétrica de sólidos na corrente de underflow em média 52,43% maiores do que o equipamento mais concentrador da literatura pesquisada.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration125pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURApt_BR
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2018.808pt_BR
dc.crossref.doibatchidpublicado no crossref antes da rotina xml-
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
OtimizacaoGeometricaHidrociclones.pdf3.9 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.