ANÁLISE DE CICLONE COM FLEXIBILIDADE OPERACIONAL POR TÉCNICAS DE CFD

Abstract

Ciclones são equipamentos robustos, utilizados para a separação de material particulado em escoamentos. Em contrapartida à sua robustez, ciclones são projetados para uma determinada condição operacional. Desta maneira, alterações na velocidade de entrada e na razão de carga podem prejudicar a eficiência de separação, devido a mudanças no comprimento natural do vórtice. O objetivo principal deste trabalho é estudar a eficiência de separação e a perda de carga em uma nova geometria capaz de estabilizar o vórtice interno do ciclone sem a utilização de um corpo cônico. Esta nova geometria de separador ciclônico possui uma mesa estabilizadora de altura variável, tornando-o flexível para uma ampla faixa de vazão e razão de carga. As simulações foram realizadas usando um modelo transiente, tridimensional com uma abordagem Euleriana-Euleriana. O modelo de tensores de Reynolds (RSM) foi utilizado para modelar a turbulência na fase contínua e a fase discreta foi considerada como invíscida. Os resultados demonstram a possibilidade de estabilizar o vórtice interno diante de alteração na velocidade e na razão de carga, preservando a performance operacional com níveis adequados de eficiência de separação. A comparação com a simulação de um ciclone convencional indica redução significativa na perda de carga para a nova geometria, requerendo menos energia para a separação do particulado presente no escoamento.