Estudo de uma planta piloto de agitação utilizando fluido dinâmica computacional

dc.contributor.advisorSilva, Jefferson Luiz Grangeiro da
dc.contributor.advisor-latteshttp://lattes.cnpq.br/4354833500264650
dc.contributor.authorLima, Paulo Henrique França de
dc.contributor.author-latteshttp://lattes.cnpq.br/4449165706539247
dc.contributor.referee1Potrich, Erich
dc.contributor.referee2Moriya, Regina Yanako
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8808053180912137
dc.date.accessioned2025-09-18T16:13:31Z
dc.date.issued2025-09-24
dc.description.abstractThe fluid agitation operation is generally considered to be one of the simplest operations seen in the industry. In fact, in relation to operations, such as distillation, agitation has a simpler assembly and geometry. However, its design complexity makes it impossible to design equations that can predict all the phenomena that occur in its interior, this is due to the large amount of geometric variables that must be considered. Experimental analyzes are generally limited to the parameters that are available, so the correlations that emerge from these experiments cannot be applied generally. Computational techniques, together with the increase in the calculation capacity of current processors, have been gaining more space due to their high capacity for predicting phenomena, low cost and flexibility in the development of new experiments. This work aims to analyze the influence of geometric parameters impeller diameter, width and blade angle on power consumption and flow profiles in a 50 liter agitation plant, using fluid dynamics techniques as a methodology for the analysis. computational (CFD), more precisely the ANSYS application suite, where FLUENT was chosen for the assembly and resolution of computational models. With the results, it was observed that the use of polyhedral elements produced meshes with fewer elements compared to meshes used in the literature, however, the results tended to be in agreement with the literature and close to the experimental data used as a comparison, considering the different parameters geometrical tests, however, the data obtained with empirical correlations did not show a good approximation. Therefore, it is concluded that the computational techniques were sufficient to represent the phenomena inside the tank, the impeller diameter and blade width parameters impacted the power consumption (number of power) and little changed the flow profiles, the blade angle impacted both power consumption and flow profiles, as these two factors are closely intertwined. The comparison of the results with the empirical correlations, Nagata (1975) and Nishikawa (1979), had little effect, due to the low similarity of the results obtained by these equations and experimental data.
dc.description.resumoA operação de agitação de fluidos é considerada, geralmente, uma das operações mais simples dentre as operações vistas na indústria. De fato, em relação a operações, como exemplo a destilação, a agitação possui uma montagem e geometria mais simples. Entretanto, sua complexidade de projeto inviabiliza a concepção de equações que possam predizer todos os fenômenos que ocorrem em seu interior, isto ocorre devido a grande quantidade de variáveis geométricas que devem ser consideradas. Análises experimentais geralmente se limitam aos parâmetros que estão disponíveis, portanto, as correlações que desses experimentos surgem, não podem ser aplicados de maneira generalizada. As técnicas computacionais, em conjunto com o aumento da capacidade de cálculo dos processadores atuais, vêm ganhando mais espaço devido sua alta capacidade de predição de fenômenos, baixo custo e flexibilidade de elaboração de novos experimentos. Este trabalho tem como objetivo analisar a influência dos parâmetros geométricos diâmetro do impelidor, largura e ângulo da pá no consumo de potência e nos perfis de escoamento em uma planta de agitação de 50 litros, sendo utilizado como metodologia para as análises, as técnicas de fluidodinâmica computacional (CFD), mais precisamente a suíte de aplicações da ANSYS, onde escolheu-se o FLUENT para montagem e resolução dos modelos computacionais. Com os resultados, observou-se que a utilização de elementos poliédricos produziu malhas com menos elementos comparado com as malhas utilizadas na literatura, entretanto, os resultados tenderam a ser concordantes com a literatura e próximos dos dados experimentais utilizados como comparativo, considerando os diferentes parâmetros geométricos testados, entretanto, os dados obtidos com correlações empíricas não apresentaram boa aproximação. Portanto, conclui-se que as técnicas computacionais foram suficientes para representar os fenômenos dentro do tanque, os parâmetros diâmetro do impelidor e largura da pá impactaram o consumo de potência (número de potência) e pouco modificaram os perfis de escoamento, o ângulo da pá impactou tanto o consumo de potência quando os perfis de fluxo, visto que, estes dois fatores são intimamente interligados. O comparativo dos resultados com as correlações empíricas, Nagata (1975) e Nishikawa (1979), teve pouco efeito, devido à baixa similaridade dos resultados obtidos por estas equações e dados experimentais.
dc.identifier.citationLIMA, Paulo Henrique França de. Estudo de uma planta piloto de agitação utilizando fluido dinâmica computacional. 2021. TCC (Graduação em Engenharia Química ) - Universidade do Estado do Amazonas, Manaus, 2021.
dc.identifier.urihttps://ri.uea.edu.br/handle/riuea/7841
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade do Estado do Amazonas
dc.publisher.initialsUEA
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dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Statesen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
dc.subjectAgitação
dc.subjectfluidodinâmica
dc.subjectCFD
dc.subjectnúmero de potência
dc.subjectturbulência.
dc.titleEstudo de uma planta piloto de agitação utilizando fluido dinâmica computacional
dc.title.alternativeStudy of a pilot agitation plant using computational fluid dynamics.
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso

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