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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-0494-7491
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2026-01-10
Title: Análise e desenvolvimento de um dispositivo para prevenção de entupimento em hidrociclones
Alternate title (s): Analysis and development of a device for prevention of clogging in hydrocyclones
Author: Silva, Joaquim Moroni da
First Advisor: Duarte, Claudio Roberto
First member of the Committee: Silva, Neiton Carlos da
Second member of the Committee: Neiro, Sergio Mauro da Silva
Third member of the Committee: Meili, Lucas
Summary: O entupimento dos hidrociclones que fazem parte do sistema de controle de sólidos da indústria do petróleo é um problema operacional recorrente. Isso ocorre, principalmente, devido à aglomeração de sólidos finos no duto de underflow e também devido à incidência de partículas com tamanhos superiores aos especificados para o equipamento. Outro problema comum e que resulta na redução do desempenho de separação é a formação de um núcleo de ar na zona de baixa pressão do separador. Para minimizar esses problemas, foi desenvolvido neste estudo um dispositivo inovador para ser utilizado acoplado à saída do underflow do hidrociclone. O objetivo de tal dispositivo, denominado UCD (Unclog Conical Device), é de ajustar mecanicamente a área do duto de underflow, de forma rápida e precisa, e assim criar oscilações nos fluxos internos de modo a evitar e/ou remediar entupimentos, além de impedir a formação de núcleo de ar. Para alcançar tais objetivos, foram realizados ensaios que visaram a obtenção de um maior entendimento do processo de entupimento, através dos quais se chegou a condições nas quais o dispositivo foi capaz não só de prevenir entupimentos como de aumentar a capacidade concentradora do separador de 2,5 para 11,2, ao atuar no que foi chamado de situações de pré­entupimento. Em paralelo foram conduzidas simulações numéricas que provaram a tendência de supressão do air core devido a presença do UCD nas condições estudadas.
Abstract: The clogging of hydrocyclones that are part of the solids control system in the oil industry is a recurrent operational problem. This occurs, mainly, due to the agglomeration of fine solids in the underflow duct and also due to the incidence of particles with a higher size range than those specified for the equipment. Another common issue, which results in a poor performance, is the formation of an air core in the low­pressure zone of the separator. In this study, an innovative device, attached to the underflow output of the hydrocyclone, was developed in order to minimize those problems. Named UCD (Unclog Conical Device), the device intends to mechanically adjust the apex area, in a fast and accurate manner, and thus create oscillations in inlet pressure and flows, constituting a safety system to prevent and remedy clogging and air core formation. To achieve such objectives, tests were conducted to comprehend the clogging process, through which were found conditions which the device was able not only to prevent cloggings but also increase the concentration capacity of the separator of 2,5 to 11,2, while acting in what was labeled “pre­clogging situation”. In parallel, numerical simulations were also conducted, proving a tendency of air core suppression due to the presence of the UCD in the studied conditions.
Keywords: Unclog conical device
Sistema de controle de sólidos
Obstrução
Separação sólido-líquido
Simulações numéricas
Solids control system
Obstruction
Solid-liquid separation
Numerical simulation
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURA
Subject: Engenharia química
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: SILVA, Joaquim Moroni da. Análise e desenvolvimento de um dispositivo para prevenção de entupimento em hidrociclones. 2021. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.113.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.113
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/41003
Date of defense: 22-Feb-2021
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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