MODELAGEM MATEMÁTICA, SIMULAÇÃO E AJUSTE DO MODELO DE UM HIDROCICLONE

Este trabalho apresenta um modelo matemático completo e a implementação de um sistema computacional para a simulação do escoamento em um hidrociclone, que leva em conta o núcleo de ar como uma superfície livre, caracterizando esta interface livre formada como do tipo Young-Laplace. Pelas características do escoamento foi considerada a difusão turbulenta, que foi necessário acrescentar para poder ajustar bem o modelo aos dados experimentais. São aproximados os campos de velocidades e pressões, assim como a forma e localização da interface, esta através de um método lagrangeano. Neste método utiliza-se uma malha lagrangeana para caracterizar a interface livre e uma malha euleriana para calcular os campos de velocidades e pressões no escoamento através do método dos volumes finitos. O ajuste da interface é feita através de um processo iterativo. São feitas simulações numéricas e são mostradas comparações das previsões teóricas com dados experimentais que validam o modelo.The present work is realted to the mathematical modeling and computacional simulation of flow through hydrocyclons. The present model assumes the air core being a free surface of Young-Laplace type. As the characterisctic of the flow suggests, the model considers a turbuleny diffusion, this fact is essential to have a good agreement with experimental data. The velocity and pressure with the shape and localization of the interface are approzximated. For the above approximation a langrangian grid is used to characterize the free interface, and an eulerian grid for calculating the velocity and pressure fields thorough a finite-volume method. The approximation of the interface is achieved using an iterative procedure. An extensive comparison of model predictions against experimental data is presented together with some numerical results