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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49204| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Sedimentação de suspensões aquosas de carbonato de cálcio em condições não isotérmicas: uma investigação experimental por atenuação de raios Gama |
| Alternate title (s): | Sedimentation of aqueous calcium carbonate suspensions under non-isothermal conditions: an experimental investigation by gamma ray attenuation. |
| Author: | Almeida, Gustavo Martins de |
| First Advisor: | Arouca, Fabio de Oliveira |
| First coorientator: | Fagundes, Flávia Marques |
| First member of the Committee: | Damasceno, João Jorge Ribeiro |
| Second member of the Committee: | Lobato, Fran Sergio |
| Summary: | Este trabalho investigou o comportamento da sedimentação de partículas sólidas sob condição de aquecimento lateral, com ênfase na interação entre transporte de massa particulada e mecanismos de transferência de calor. O sistema experimental foi constituído por suspensão aquosa de carbonato de cálcio, sendo empregado óxido de sílica tingido como traçador previamente validado quanto à compatibilidade de densidade e distribuição granulométrica. A caracterização física dos materiais foi realizada por picnometria e difração a laser. A estrutura final do leito sedimentado foi determinada por meio da técnica de atenuação de raios gama, permitindo a obtenção de perfis verticais de concentração volumétrica local de sólidos. A análise térmica evidenciou a formação de gradiente lateral significativo nas proximidades dos reservatórios de óleo, estabelecendo condição não isotérmica ao longo da largura da célula experimental. Os perfis de concentração volumétrica indicaram leito consolidado com valores entre 0,52 e 0,55 na região inferior, associado a deslocamento sistemático da interface sólido-líquido nas regiões laterais. A hipótese de compactação diferenciada foi descartada, uma vez que não se verificaram variações significativas no grau de empacotamento ao longo da largura da célula. A análise visual com traçador revelou orientação inclinada das estruturas sedimentadas próximas às paredes, consistente com redistribuição transversal de partículas induzida por circulação natural decorrente do gradiente térmico. Conclui-se que a sedimentação sob aquecimento lateral apresenta comportamento multidimensional resultante do acoplamento entre transporte de massa e transferência de calor, não podendo ser adequadamente descrita por modelo isotérmico unidimensional. |
| Abstract: | This study investigated the sedimentation behavior of solid particles under lateral heating conditions, with emphasis on the coupling between particulate mass transport and heat transfer mechanisms. The experimental system consisted of an aqueous calcium carbonate suspension, and dyed silica oxide was employed as a tracer previously validated in terms of density and particle size distribution compatibility. Physical characterization was performed through pycnometry and laser diffraction analysis. The final structure of the sedimented bed was determined using the gamma-ray attenuation technique, enabling the determination of vertical profiles of local solid volume fraction. Thermal measurements revealed the development of a significant lateral temperature gradient near the oil reservoirs, establishing a non-isothermal condition along the width of the experimental cell. The solid volume fraction profiles indicated a consolidated bed with values ranging from approximately 0.52 to 0.55 in the lower region, accompanied by a systematic lateral displacement of the solid–liquid interface near the walls. The hypothesis of differential compaction was ruled out, as no significant variations in packing degree were observed across the cell width. Visual analysis using the tracer revealed inclined sedimented structures near the walls, consistent with transverse particle redistribution induced by natural convection arising from the imposed thermal gradient. The results demonstrate that sedimentation under lateral heating exhibits multi-dimensional behavior governed by the coupling between mass transport and heat transfer, and therefore cannot be adequately described by a simplified one-dimensional isothermal model. |
| Keywords: | Sedimentação Sedimentation Técnica de atenuação de raios Gama Gamma-Ray Concentração volumétrica de sólidos Solid concentration fraction Gradiente térmico lateral Lateral thermal gradient Convecção natural Natural convection Fenômenos de transporte Transport phenomena |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | ALMEIDA, Gustavo Martins de. Sedimentação de suspensões aquosas de carbonato de cálcio em condições não isotérmicas: uma investigação experimental por atenuação de raios Gama. 2026. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49204 |
| Date of defense: | 12-Mar-2026 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Química |
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| File | Description | Size | Format | |
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| SedimentaçãoSuspensõesAquosas.pdf | 2.81 MB | Adobe PDF | ![]() View/Open |
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