Projeto e construção de uma bancada para estudos hidráulicos e hidrodinâmicos em unidades de fluxo contínuo

Abstract

A hidrodinâmica de reatores é uma importante área dentro da mecânica dos fluidos na qual utiliza técnicas analíticas, experimentais e numéricas para avaliação dos fenômenos hidráulicos e hidrodinâmicos de unidades de contato de fluxo contínuo. Essas unidades estão presentes em diversos processos industriais, como em estações de tratamento de água e efluentes, na indústria petroquímica por meio dos separadores água-óleo, bacias de sedimentação e processos de desinfecção. Muitos desses processos apresentam um desempenho diferente daquele previsto durante as fases de projeto, apresentando uma eficiência abaixo da esperada. A inviabilidade e os altos custos relacionados às pesquisas de campo abrem caminhos para novos métodos de estudos. Em vista disso, uma maneira de analisar o comportamento hidráulico desses processos é por meio do estudo com traçadores em modelos reduzidos, com utilização de bancadas experimentais. Essas bancadas simulam tais unidades, onde o fluido é mantido em escoamento e, com a inserção da substância traçadora, pode-se verificar como é o comportamento hidráulico a fim de verificar a eficiência do processo. Além de diagnosticar o desempenho hidráulico, esta ferramenta permite estabelecer os regimes de escoamento, detectar falhas no sistema operacional que possam afetar sua eficiência e servir como suporte para comparação e validação de modelos numéricos. Neste trabalho, objetiva-se o projeto e desenvolvimento de uma bancada para estudo hidráulico e hidrodinâmico de unidades de fluxo contínuo. A primeira etapa para a construção da bancada consiste no projeto da mesma, em que, a partir do dimensionamento, foi desenhada sua estrutura, com os respectivos acessórios, bem como o local de injeção do traçador. Além de reservatórios e bombas de água e a unidade de tratamento em questão, foi empregado um medidor de vazão, onde se utilizou conhecimentos de instrumentação para calibração do mesmo. Com a bancada montada, foram realizados ensaios a fim de testar a funcionalidade da mesma. A construção da bancada permite o estudo na área de mecânica dos fluidos e fenômenos de transporte, em especial na hidrodinâmica de reatores, a fim de avançar no entendimento dos fenômenos hidráulicos e servir como instrumento para comparação e projeto de modelos de unidades.