Simulação computacional de Hidrociclone da família Rietema aplicado na agricultura irrigada

O hidrociclone é um separador centrífugo que vem sendo utilizado a mais de 50 anos nas indústrias de processamento químico e de mineração. Na agricultura irrigada no Brasil ele não é utilizado com a mesma frequência. Um dos fatores para isto é o pouco entendimento, por parte dos projetistas, dos complexos fenômenos envolvidos no escoamento interno dos hidrociclones e no desconhecimento de novas ferramentas computacionais disponíveis no mercado. Neste estudo avalia-se o uso da Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), como uma ferramenta potencial, a ser usada no projeto e otimização de hidrociclones aplicados à agricultura irrigada. Um hidrociclone da família Rietema de 50 mm é simulado utilizando a CFD. O escoamento turbulento dentro do hidrociclone é modelado utilizando o modelo Reynolds Stress Model e o escoamento multifásico é modelado através de uma abordagem Euleriana. A validação numérica é feita comparando os resultados da simulação com dados presentes na literatura. Os balanços de massas globais observados tanto para o escoamento monofásico quanto para o multifásico mostram uma boa concordância dos resultados obtidos com os dados presentes na literatura. Além disto, o campo de pressão estática, a velocidade axial e tangencial, e a fração em volume dos sedimentos dentro do hidrociclone são obtidos. O artigo mostra que a CFD é uma ferramenta útil em explicar o processo de separação dos sedimentos no hidrociclone e pode, portanto ser utilizada no projeto e otimização destes equipamentos.

Pré-filtragem; Dinâmica dos fluidos computacional; Escoamento multifásico; Tamanho de partícula