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dc.creatorGarcia, Vitor Alves-
dc.date.accessioned2023-01-27T19:01:58Z-
dc.date.available2023-01-27T19:01:58Z-
dc.date.issued2022-12-16-
dc.identifier.citationGARCIA, Vitor Alves. Projeto e construção de hidrociclones com análise de incertezas e manufatura aditiva. 2022. 145 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.7000pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36831-
dc.description.abstractHydrocyclones are industrial equipment used to separate a discrete phase, solid or liquid, from a continuous liquid phase. The performance of these equipment can be assessed considering three criteria, which are separation, concentration capacity and energy consumption, and these aspects are highly dependent on the equipment geometry and dimensions. Moreover, the simultaneous improvement of hydrocyclone performance in these three features constitutes a multi-objective optimization problem since these characteristics are conflicting with each other. Furthermore, in the classical approach of optimization problems, disturbances and uncertainties, which the system is subjected, are not considered. This fact can lead to results that, when applied in practice, do not correspond to the expectations, making their application unfeasible. Therefore, the present work aimed to design hydrocyclones using reliability-based optimization in the multi-objective context. Thus, optimizations were accomplished considering different reliability levels for four study cases, evaluating the separation potential, the concentration capacity and the energy consumption. Hence, some of the obtained hydrocyclones were chosen to be constructed, along with some equipment reported by Garcia (2018), obtained using robust optimization. In this way, the hydrocyclones were fabricated using the additive manufacturing method and they were experimentally tested. The results showed that a raise in reliability level leads, as expected, to changes in the Pareto curves, which can be in the form of a shortening or a displacement from the original curve, depending on which constraints are being activated. Furthermore, it was found that hydrocyclones obtained with reliability tend, in practice, to respect more the constraints defined in the optimization problem. Finally, it was obtained hydrocyclones with good experimental performance in all considered aspects: separation and clarification potential, concentration capacity and energy consumption.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.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectHidrociclonept_BR
dc.subjectHydrocyclonept_BR
dc.subjectOtimizaçãopt_BR
dc.subjectOptimizationpt_BR
dc.subjectConfiabilidadept_BR
dc.subjectReliabilitypt_BR
dc.subjectRobustezpt_BR
dc.subjectRobustnesspt_BR
dc.subjectManufatura aditivapt_BR
dc.subjectAdditive manufacturingpt_BR
dc.titleProjeto e construção de hidrociclones com análise de incertezas e manufatura aditivapt_BR
dc.title.alternativeDesign and construction of hydrocyclones with uncertainty analysis and additive manufacturingpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Lobato, Fran Sérgio-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7640108116459444pt_BR
dc.contributor.advisor1Vieira, Luiz Gustavo Martins-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6266547523604644pt_BR
dc.contributor.referee1Kyriakidis, Yanne Novais-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4496520699221094pt_BR
dc.contributor.referee2Finzi Neto, Roberto Mendes-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3792275882221002pt_BR
dc.contributor.referee3Ferreira, Maria do Carmo-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7070885875161111pt_BR
dc.contributor.referee4Libotte, Gustavo Barbosa-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1939530661449967pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3603325730764452pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoOs hidrociclones são equipamentos industriais utilizados para promover separações entre uma fase discreta, sólida ou líquida, e uma fase contínua líquida. O desempenho desses equipamentos pode ser avaliado segundo três critérios, sendo eles poder de separação, capacidade de concentração e consumo energético, e essas características são altamente dependentes da geometria e das dimensões do equipamento. Ademais, a melhoria simultânea da performance do hidrociclone nesses três quesitos constitui um problema de otimização multi - objetivo, uma vez que tais características são conflitantes entre si. Adicionalmente, nas abordagens clássicas dos problemas de otimização, não são consideradas perturbações e incertezas, às quais o sistema está sujeito, o que pode acarretar na obtenção de resultados que, quando aplicados na prática, não correspondam às expectativas, tornando sua implementação inviável. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo projetar hidrociclones usando otimização baseada em confiabilidade no contexto multi-objetivo. Dessa forma, as otimizações foram realizadas considerando diferentes níveis de confiabilidade em quatro estudos de caso avaliando o poder de separação, a capacidade de concentração e o consumo energético. A partir dos resultados obtidos alguns hidrociclones foram selecionados para serem construídos, bem como alguns dos reportados por Garcia (2018), obtidos usando otimização robusta. Os separadores foram então construídos através da técnica de manufatura aditiva e foram testados experimentalmente. Os resultados obtidos mostraram que o aumento do nível de confiabilidade considerado provoca, como esperado, mudanças nas curvas de Pareto, podendo ser na forma de um encurtamento ou de um afastamento da curva em relação ao resultado do problema nominal, a depender das restrições que estão sendo ativadas. Além disso, verificou-se que os hidrociclones obtidos com confiabilidade possuem, na prática, uma maior tendência de respeitar as restrições definidas no problema de otimização. Por fim, foram obtidos hidrociclones com bons desempenhos experimentais em todos os quesitos considerados: poder de separação e clarificação, capacidade de concentração e consumo energético.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Químicapt_BR
dc.sizeorduration145pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.embargo.termsSerão feitos pedidos de registro de patente de equipamentos obtidos como resultado desta tese.pt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.7000pt_BR
dc.orcid.putcode127521551-
dc.crossref.doibatchid7cc9fe2a-5989-440b-8d06-6a1cab91a639-
dc.subject.autorizadoEngenharia químicapt_BR
dc.subject.autorizadoEquipamentos industriaispt_BR
dc.subject.autorizadoConsumo de energiapt_BR
dc.subject.autorizadoMáquinas - Indústriapt_BR
dc.description.embargo2025-01-26-
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