Title

SIMULAÇÃO DA POTÊNCIA REQUERIDA PARA UM TANQUE DE CONDICIONAMENTO DE REAGENTES POR MECÂNICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL

SIMULATION OF POWER REQUIRED TO A REAGENT CONDITIONING TANK BY COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

Authorship

Miranda, Rodrigo Cesar de; Oliveira, Leandro Soares de

Miranda, Rodrigo Cesar de

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Oliveira, Leandro Soares de

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DOI

10.5151/2594-357X-15838

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Abstract

O principal objetivo desse trabalho é determinar, pela mecânica dos fluidos computacional (CFD), a potência transferida do impelidor ao fluido em um tanque com agitação mecânica. A metodologia adotada consiste em comparar a curva de potência obtida em laboratório com a curva simulada por CFD. Para tal, simulou-se um tanque piloto ASME 10% com quatro chicanas e um impelidor de quatro pás inclinadas a 45o, no qual foram utilizados água e polpa de minério de ferro. Os resultados numéricos apresentaram boa concordância com os valores obtidos experimentalmente, sendo que o valor médio da diferença relativa da potência simulada para a determinada experimentalmente foi de 6,6%, quando se utilizou água, e de 3,6% para a polpa de minério. Também, foi possível avaliar os perfis de velocidade da suspensão de minério de ferro no tanque. Os perfis de velocidade permitiram detectar regiões de possível acúmulo de material sólido. Assim, por essa metodologia, foi possível determinar a potência necessária a dado sistema de agitação com polpa de minério, além de identificar possíveis regiões de sedimentação do material sólido.

The main objective of this paper was to determine by computational fluid dynamics (CFD) the power transferred by the impeller to the fluid in a mechanically stirred tank. The methodology adopted consisted of comparing a power curve obtained in laboratory with a curve simulated by CFD. In this work, an ASME 10% pilot tank with four baffles and four-blade 45o pitched blade turbine was simulated, in which a suspension of iron ore in water (pulp) was used. The numerical results agreed well with the values obtained experimentally, whereas the average value for the relative difference between the simulated power and that determined experimentally was 6.6%, when just water was used, and 3.6% for the iron ore pulp. Also, the velocity profiles of the iron ore pulp in tank were analyzed and regions of possible accumulation of solid material were detected. Therefore, with the proposed methodology, it is feasible to determine the power necessary to promote a good mixture of ore pulp in stirred tanks, and also to identify regions where solid material sedimentation might occur.

Keywords

Mecânica dos fluidos computacional; Tanques com agitação mecânica; Polpa de minério de ferro.

Computational fluid dynamics; Mechanical stirred tank; Iron ore pulp.