Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2014
Autor(a) principal: Silva, Nathacha Kare Gonçalves lattes
Orientador(a): Barrozo, Marcos Antonio de Souza lattes
Banca de defesa: Silva, Danylo de Oliveira lattes, Pereira, Nádia Rosa lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Departamento: Engenharias
País: BR
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15226
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.111
Resumo: The solid-liquid separation can be performed by hydrocyclones, which are interesting equipments because they are simple, compact and present low costs of acquisition, maintenance and operation. Modifications in its conventional structure and/or new geometrical configurations have been proposed in the literature, with the aim to improve the separator performance. The filtering hydrocyclone belongs to this non conventional category, and presents a conical porous wall, where the filtration process occurs. In this work, the separation of concentrate of phosphate rock from water was analyzed in filtering hydrocyclones. By an optimization study, three new geometries of filtering hydrocyclones were found by the combined use of the response surface technique with the Differential Evolution algorithm. These geometries were tested experimentally and compared with the literature. Furthermore, the underflow orifice diameter and the vortex finder length effects were evaluated by the use of Central Composite Design. The three optimum configurations found were: (i) HFOT1 hydrocyclone, with high total efficiency (η = 89,11%); (ii) HFOT2 hydrocyclone, with low underflow-to-throughput ratio (RL = 17,12%) and (iii) HFOT3 hydrocyclone, with low Euler number (Eu = 753). The study of the influence of the variables Du and ℓ showed that: the original values of HFOT1 already seemed to be suitable for the separator give maximum efficiency; the underflow-to-throughput ratio of HFOT2 could still be minimized by the change on its original values of Du and ℓ; the Euler number of HFOT3 was little affected by these variables and, because it remained practically in the same level, it was possible to improve other responses (efficiency and underflow-to-throughput ratio) by changing Du and ℓ, at a low energy consumption.
id UFU_3f43d90b6277bd4320b3b90d47389e22
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/15226
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling 2016-06-22T18:41:51Z2014-09-092016-06-22T18:41:51Z2014-02-24SILVA, Nathacha Kare Gonçalves. Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante. 2014. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.111https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15226https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.111The solid-liquid separation can be performed by hydrocyclones, which are interesting equipments because they are simple, compact and present low costs of acquisition, maintenance and operation. Modifications in its conventional structure and/or new geometrical configurations have been proposed in the literature, with the aim to improve the separator performance. The filtering hydrocyclone belongs to this non conventional category, and presents a conical porous wall, where the filtration process occurs. In this work, the separation of concentrate of phosphate rock from water was analyzed in filtering hydrocyclones. By an optimization study, three new geometries of filtering hydrocyclones were found by the combined use of the response surface technique with the Differential Evolution algorithm. These geometries were tested experimentally and compared with the literature. Furthermore, the underflow orifice diameter and the vortex finder length effects were evaluated by the use of Central Composite Design. The three optimum configurations found were: (i) HFOT1 hydrocyclone, with high total efficiency (η = 89,11%); (ii) HFOT2 hydrocyclone, with low underflow-to-throughput ratio (RL = 17,12%) and (iii) HFOT3 hydrocyclone, with low Euler number (Eu = 753). The study of the influence of the variables Du and ℓ showed that: the original values of HFOT1 already seemed to be suitable for the separator give maximum efficiency; the underflow-to-throughput ratio of HFOT2 could still be minimized by the change on its original values of Du and ℓ; the Euler number of HFOT3 was little affected by these variables and, because it remained practically in the same level, it was possible to improve other responses (efficiency and underflow-to-throughput ratio) by changing Du and ℓ, at a low energy consumption.A separação sólido-líquido pode ser realizada por hidrociclones, equipamentos interessantes por serem simples, compactos e por apresentarem baixos custos de aquisição, manutenção e operação. Modificações em sua estrutura convencional e/ou novas configurações geométricas têm sido propostas na literatura, a fim de promover melhorias no desempenho do separador. O hidrociclone filtrante enquadra-se na categoria não convencional e apresenta parede cônica porosa, onde ocorre o processo de filtração. Neste trabalho, analisou-se a separação do concentrado de rocha fosfática da água em hidrociclones filtrantes. Por um estudo de otimização, três novas geometrias de hidrociclones filtrantes foram encontradas mediante o uso combinado da técnica de superfícies de respostas e do algoritmo de Evolução Diferencial. Essas geometrias foram testadas experimentalmente e comparadas à literatura. Os efeitos do diâmetro do orifício de underflow (Du) e do comprimento do vortex finder (ℓ) no desempenho das três configurações geométricas otimizadas foram avaliados pelo uso de Planejamento Composto Central. As três configurações ótimas encontradas foram: (i) hidrociclone HFOT1, com alta eficiência de separação (η = 89,11%); (ii) hidrociclone HFOT2, com razão de líquido pequena (RL = 17,12%) e (iii) hidrociclone HFOT3, com baixo número de Euler (Eu = 753). O estudo da influência das variáveis Du e ℓ indicou que: os valores originais do HFOT1 pareceram já estar adequados para o separador oferecer máxima eficiência; a razão de líquido do HFOT2 pôde ser ainda mais minimizada pela alteração de seus valores originais de Du e de ℓ; o número de Euler do HFOT3 foi pouco afetado por essas variáveis e, por estar praticamente no mesmo patamar, tornou possível a melhoria de outras respostas (eficiência e razão de líquido) frente à mudança de Du e de ℓ, a um consumo energético baixo.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisMestre em Engenharia Químicaapplication/pdfporUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaUFUBREngenhariasDiâmetro do orifício de underflowEvolução diferencialHidrociclone filtranteSeparação sólido-líquidoVortex finderHidrocicloneSeparação (tecnologia)Differential EvolutionUnderflow orifice diameterFiltering hydrocycloneSolid-liquid separationCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAEstudo de otimização da configuração do hidrociclone filtranteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisVieira, Luiz Gustavo Martinshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767723D6Barrozo, Marcos Antonio de Souzahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787095J7Silva, Danylo de Oliveirahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702175A9Pereira, Nádia Rosahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760925H6http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4893114Z7Silva, Nathacha Kare Gonçalves81756939info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFUTHUMBNAILEstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.jpgEstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1242https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/15226/3/EstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.jpge7045c696bd9443b6acc533d6a3690c0MD53ORIGINALEstudoOtimizacaoConfiguracao.pdfapplication/pdf4588586https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/15226/1/EstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf253d963179ff5ad08d039523edacc75cMD51TEXTEstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.txtEstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.txtExtracted texttext/plain226505https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/15226/2/EstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.txt86ba5df6f278be66728d601ce54775b8MD52123456789/152262021-07-30 17:30:04.113oai:repositorio.ufu.br:123456789/15226Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-07-30T20:30:04Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.por.fl_str_mv Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
title Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
spellingShingle Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
Silva, Nathacha Kare Gonçalves
Diâmetro do orifício de underflow
Evolução diferencial
Hidrociclone filtrante
Separação sólido-líquido
Vortex finder
Hidrociclone
Separação (tecnologia)
Differential Evolution
Underflow orifice diameter
Filtering hydrocyclone
Solid-liquid separation
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
title_full Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
title_fullStr Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
title_full_unstemmed Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
title_sort Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante
author Silva, Nathacha Kare Gonçalves
author_facet Silva, Nathacha Kare Gonçalves
author_role author
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Vieira, Luiz Gustavo Martins
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4767723D6
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Barrozo, Marcos Antonio de Souza
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787095J7
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Silva, Danylo de Oliveira
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4702175A9
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Pereira, Nádia Rosa
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760925H6
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4893114Z7
dc.contributor.author.fl_str_mv Silva, Nathacha Kare Gonçalves
contributor_str_mv Vieira, Luiz Gustavo Martins
Barrozo, Marcos Antonio de Souza
Silva, Danylo de Oliveira
Pereira, Nádia Rosa
dc.subject.por.fl_str_mv Diâmetro do orifício de underflow
Evolução diferencial
Hidrociclone filtrante
Separação sólido-líquido
Vortex finder
Hidrociclone
Separação (tecnologia)
topic Diâmetro do orifício de underflow
Evolução diferencial
Hidrociclone filtrante
Separação sólido-líquido
Vortex finder
Hidrociclone
Separação (tecnologia)
Differential Evolution
Underflow orifice diameter
Filtering hydrocyclone
Solid-liquid separation
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.eng.fl_str_mv Differential Evolution
Underflow orifice diameter
Filtering hydrocyclone
Solid-liquid separation
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description The solid-liquid separation can be performed by hydrocyclones, which are interesting equipments because they are simple, compact and present low costs of acquisition, maintenance and operation. Modifications in its conventional structure and/or new geometrical configurations have been proposed in the literature, with the aim to improve the separator performance. The filtering hydrocyclone belongs to this non conventional category, and presents a conical porous wall, where the filtration process occurs. In this work, the separation of concentrate of phosphate rock from water was analyzed in filtering hydrocyclones. By an optimization study, three new geometries of filtering hydrocyclones were found by the combined use of the response surface technique with the Differential Evolution algorithm. These geometries were tested experimentally and compared with the literature. Furthermore, the underflow orifice diameter and the vortex finder length effects were evaluated by the use of Central Composite Design. The three optimum configurations found were: (i) HFOT1 hydrocyclone, with high total efficiency (η = 89,11%); (ii) HFOT2 hydrocyclone, with low underflow-to-throughput ratio (RL = 17,12%) and (iii) HFOT3 hydrocyclone, with low Euler number (Eu = 753). The study of the influence of the variables Du and ℓ showed that: the original values of HFOT1 already seemed to be suitable for the separator give maximum efficiency; the underflow-to-throughput ratio of HFOT2 could still be minimized by the change on its original values of Du and ℓ; the Euler number of HFOT3 was little affected by these variables and, because it remained practically in the same level, it was possible to improve other responses (efficiency and underflow-to-throughput ratio) by changing Du and ℓ, at a low energy consumption.
publishDate 2014
dc.date.available.fl_str_mv 2014-09-09
2016-06-22T18:41:51Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2014-02-24
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-22T18:41:51Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv SILVA, Nathacha Kare Gonçalves. Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante. 2014. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.111
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15226
dc.identifier.doi.por.fl_str_mv https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.111
identifier_str_mv SILVA, Nathacha Kare Gonçalves. Estudo de otimização da configuração do hidrociclone filtrante. 2014. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. Disponível em: https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.111
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15226
https://doi.org/10.14393/ufu.di.2014.111
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFU
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Engenharias
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/15226/3/EstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.jpg
https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/15226/1/EstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf
https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/15226/2/EstudoOtimizacaoConfiguracao.pdf.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv e7045c696bd9443b6acc533d6a3690c0
253d963179ff5ad08d039523edacc75c
86ba5df6f278be66728d601ce54775b8
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1792331476505722880