Uso do modelo numérico OpenFOAM na simulação hidrodinâmica de floculadores tubulares helicoidais
Resumo
No projeto e dimensionamento de uma estação de tratamento de água são muitos os equipamentos implementados, e um desses, em um sistema convencional, é o floculador. Dentre os floculadores eficientes e validados, os floculadores tubulares helicoidais (FTH) constituem uma categoria ainda pouco implementada e com poucos estudos na área de modelagem numérica computacional. Os estudos relativos aos floculadores do tipo FTH indicam uma eficiência de floculação que viabiliza seu uso em estações de tratamento de pequena escala. Contudo, para que essa implementação ocorra é necessário que se encontrem caminhos práticos para o dimensionamento adequado. Dessa maneira, o presente trabalho se propõe a contribuir para a solução dessa dificuldade através da modelagem computacional, utilizando softwares gratuitos e de código aberto. O objetivo principal foi desenvolver um modelo hidrodinâmico computacional ajustável, gratuito, funcional e validado, tanto para uso acadêmico quanto profissional. Para ser ajustável e gratuito foram usados apenas softwares de uso livre e open source. Buscou-se verificar a funcionalidade do software através dos outputs de estabilidade das simulações, os quais são fornecidos pelo software e a validação foi desenvolvida através da análise de independência de malha e da comparação com modelos hidrodinâmicos elaborados com software pago, bem como experimentos de laboratório de características semelhantes. Neste trabalho foram analisados dois modelos hidrodinâmicos, um que utiliza maior demanda computacional, mas que conta com um código mais completo e possivelmente mais próximo da realidade física, e outro código mais simplificado de menor demanda computacional, mas que também poderia vir a apresentar resultados assertivos. A geometria criada foi simulada com sucesso, os indicadores internos de erro do software de processamento hidrodinâmico apresentaram estabilidade na simulação. Os modelos hidrodinâmicos utilizados apresentaram diferença percentual baixa em comparação com o modelo hidrodinâmico desenvolvido com o software pago e com as mesmas configurações e geometria semelhante. Contudo, os resultados do modelo computacional hidrodinâmico foram de diferença percentual significativa na comparação com o modelo experimental de laboratório usados para a validação. A comparação com outros modelos experimentais, bem como possíveis ajustes e calibrações das configurações da geometria usada na simulação são promissores para a validação do modelo computacional desenvolvido neste trabalho.
Coleções
- TCC Engenharia Civil [271]
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