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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27256
ORCID: | ![]() |
Document type: | Dissertação |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Caracterização de Hidrociclones Cilíndrico-Filtrantes Otimizados |
Alternate title (s): | Characterization of Optimized Cylindrical-Filtering Hydrocyclone |
Author: | Ascendino, Guilherme Guimarães |
First Advisor: | Vieira, Luiz Gustavo Martins |
First coorientator: | Barrozo, Marcos Antonio de Souza |
First member of the Committee: | Pereira, Marina Seixas |
Second member of the Committee: | Silva, Danylo de Oliveira |
Third member of the Committee: | Salvador, Fernanda Falqueto |
Summary: | Os hidrociclones são equipamentos utilizados em processos de separação sólido-líquido e líquido-líquido, possuem tamanho reduzido e baixo custo de aquisição e manutenção. Diversos estudos vêm sendo desenvolvidos na busca por melhorar o desempenho desses equipamentos, garantindo um processo mais eficiente e com menores gastos energéticos. Neste âmbito, pesquisadores da FEQUI/UFU desenvolveram hidrociclones filtrantes. A proposta deste trabalho foi avaliar o desempenho de hidrociclones cilíndrico-filtrantes otimizados por Salvador (2017) frente a hidrociclones convencionais sob os mesmos parâmetros geométricos e operacionais. Para isso, variaram-se em três níveis a concentração volumétrica de sólidos na alimentação, o diâmetro de underflow e a queda de pressão nos equipamentos. Para o caso de máxima eficiência total, a maior eficiência foi para o equipamento filtrante com 5 mm de diâmetro de underflow, operando a 1,77 bar e com uma suspensão de quartzito com concentração volumétrica de 1%, sendo de 88,55%. O aumento da concentração de sólidos na alimentação prejudicou a eficiência de separação. No segundo caso de otimização (mínima razão de líquido), os menores valores encontrados para a razão de líquido foram para os hidrociclones na condição mais diluída, chegando a 0,57% para uma modalidade convencional e 0,65% para uma filtrante. Para manter baixos valores de razão de líquido e valores de eficiência mais altos, foi necessário trabalhar com uma suspensão mais diluída. Já no terceiro caso de otimização, cujo objetivo era minimizar o número de Euler, o equipamento filtrante com 5 mm de diâmetro de underflow, em uma concentração volumétrica de alimentação de 5,5% exibiu menor número de Euler, sendo de 578. O acréscimo no percentual de sólidos causou uma diminuição do gasto energético para esses equipamentos. Por fim, as equações de projeto e as curvas de eficiência para os hidrociclones cilíndrico-filtrantes foram levantadas com um ajuste satisfatório. |
Abstract: | Hydrocyclones are devices used in solid-liquid and liquid-liquid separation processes, having a small size and low acquisition and maintenance cost. Several studies have been developed to increase the performance of these equipment, guaranteeing a more efficient process with lower energy costs. In this context, researchers from FEQUI / UFU developed filtering hydrocyclones. The purpose of this paper was to evaluate the performance of cylindrical-filtering hydrocyclones optimized by Salvador (2017) towards conventional hydrocyclones with the same geometric and operational parameters. Thereunto, the volumetric concentration of solids in the feed, the underflow diameter and the pressure drop in the equipment were varied in three levels. For the case of maximum total efficiency, the highest efficiency was obtained for the filtering equipment with 5 mm of underflow diameter, operating at 1.77 bar and with a quartzite suspension with volumetric concentration of 1%, being 88.55%. The increase of feed’s solids concentration impaired the separation efficiency. In the second case of optimization (minimum underflow-to-throughput ratio), the lowest values found were obtained for the hydrocyclones in the most diluted condition, reaching 0.57% for a conventional modality and 0.65% for a filtering one. To maintain lower net ratios and higher efficiency values, it was necessary to work with a more diluted suspension. In the third optimization case, whose objective was to minimize Euler number, the filtering equipment with 5 mm of underflow diameter, in a volumetric feed concentration of 5.5% showed a smaller Euler number, being 578. The increment in the percentage of solids caused a decrease on the energy cost for these devices. Finally, the project equations and efficiency curves for the cylindrical-filtering hydrocyclones were raised with satisfactory adjusts. |
Keywords: | Separação sólido-líquido Concentração volumétrica de sólidos Filtração Diâmetro de underflow Equações de projeto Solid-liquid separation Volumetric concentration of solids Filtration Underflow diameter Project equations Engenharia Química |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Química |
Quote: | ASCENDINO, Guilherme Guimarães. Caracterização de Hidrociclones Cilíndrico-Filtrantes Otimizados. 2019. 149f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2201 |
Document identifier: | http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2201 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27256 |
Date of defense: | 15-Jul-2019 |
Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Química |
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