ESTUDO HIDRODINÂMICO DE REATOR UASB DE PEQUENA ESCALA POR DINÂMICA DE FLUIDO COMPUTACIONAL (CFD): SIMULAÇÃO E VALIDAÇÃO

Vinícius Carvalho Rocha; Andreza Nataline Simões; Carla Eloísa Diniz dos Santos; Eduardo Cleto Pires

doi:10.15628/holos.2023.16400

Autores

Vinícius Carvalho Rocha Universidade Federal do Triângulo Mineiro https://orcid.org/0000-0002-0930-4567
Andreza Nataline Simões Universidade Federal do Triângulo Mineiro https://orcid.org/0000-0003-3983-5921
Carla Eloísa Diniz dos Santos Universidade Federal do Triângulo Mineiro https://orcid.org/0000-0002-5954-1026
Eduardo Cleto Pires Escola de Engenharia de São Carlos / Universidade de São Paulo https://orcid.org/0000-0001-6943-3988

DOI:

https://doi.org/10.15628/holos.2023.16400

Palavras-chave:

CFD, experimental, simulação, testes de injeção de traçadores

Resumo

Um reator UASB em pequena escala foi modelado para avaliar seu comportamento hidrodinâmico e comparar simulações de CFD com resultados experimentais obtidos em escala de laboratório. Foram realizadas simulações usando o Ansys® CFXTM com duas taxas de fluxo diferentes: A) 26,68 e B) 4,0 l d^-1. O volume do reator era de 1,5 litros, com um volume útil de 1,38 litros. Além das simulações de CFD, foram realizados testes hidrodinâmicos com injeção de traçador, tanto experimentalmente quanto nas simulações. Foram obtidas curvas de distribuição do tempo de residência (RTD) e o modelo de número de tanques em série (NTIS) foi usado para determinação do comportamento hidrodinâmico. Os valores de NTIS calculados usando simulações de CFD foram 5,55 e 4,76, para as taxas de fluxo A e B, respectivamente. Para a análise experimental, os valores de NTIS foram 6,67 e 5,54, para as taxas de fluxo A e B, respectivamente. O teste U de Mann-Whitney foi realizado para confirmar a similaridade entre as simulações de CFD e os testes experimentais. Os resultados do teste U de Mann-Whitney não mostraram diferenças estatisticamente significativas entre as simulações de CFD e os dados experimentais. Pode-se concluir que as simulações de CFD são válidas e podem ser usadas para analisar o comportamento hidrodinâmico dos reatores UASB.

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Biografia do Autor

Vinícius Carvalho Rocha, Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Doutor em Ciências (Hidráulica e Saneamento) pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP);Professor do Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM); Diretor da Divisão de Sustentabilidade (UFTM).

Andreza Nataline Simões, Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Engenharia Ambiental pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM); Mestre em Ciências (Hidráulica e Saneamento) pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP).

Carla Eloísa Diniz dos Santos, Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Doutora em Ciências (Hidráulica e Saneamento) pela Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP). Entre 2014 e 2015, completou um doutorado sanduíche de 12 meses na Universidade Politécnica de Gdansk (Polônia) no âmbito do Projeto CARBALA (CARbon BALAncing for nutrient control in wastewater treatment), financiado pelo projeto da Comunidade Europeia People Maria Curie Actions ( FP7-PESSOAS-2011-IRSES). Professora do Departamento de Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM). É orientadora do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental (PPGCTA/UFTM).

Eduardo Cleto Pires, Escola de Engenharia de São Carlos / Universidade de São Paulo

Doutor em Engenharia Civil (Hidráulica e Saneamento) pela Universidade de São Paulo (USP); Professor Sênior da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da Universidade de São Paulo (USP)

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