Publicação
Estudo da hidrodinâmica em canais de alimentação de uma membrana de dessalinização
| Resumo: | A exploração de recursos naturais de água doce combinada com uma maior exigência de água tem conduzido a uma crescente procura de alternativas de novas fontes de água para consumo. A dessalinização proporciona essa mesma alternativa, na medida em que disponibiliza água potável que de outra maneira não seria acessível. A dessalinização, de um modo geral, é o processo utilizado para remover sais da água do mar ou de águas salobras. Este processo pode ser conseguido utilizando diferentes técnicas. As tecnologias de dessalinização industrial usam tanto, métodos térmicos assim como membranas semipermeáveis para separar o solvente de alguns solutos. A osmose inversa (OI) é sem dúvida o processo de dessalinização por membrana mais utilizado no mundo. O principal problema inerente ao processo de separação por este tipo de membranas reside na acumulação de incrustações nas paredes da membrana com a consequente redução do fluxo permeado. Nesta dissertação usaram-se as técnicas de CFD para estudar a hidrodinâmica em canais de alimentação de uma membrana de dessalinização preenchidos com espaçadores dispostos em ziguezague e transversais ao escoamento. As soluções numéricas foram obtidas com o software FLUENT para os escoamentos laminares em canal livre (sem espaçadores) e em canais preenchidos com espaçadores com diferentes configurações. Foram testadas quatro tipos de configurações. Os resultados apresentados mostram os efeitos da distância entre filamentos na distribuição das velocidades, nas isolinhas da função corrente, no fator de atrito, na queda de pressão e nas tensões de corte desenvolvidas nas paredes da membrana para os diferentes números de Reynolds estudados, 10 Re 300 . A diminuição da distância entre filamentos pode levar ao aparecimento de recirculações mais ativas, que podem promover a transferência de massa nas superfícies das membranas apesar de diminuírem a área útil das mesmas. |
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| Autores principais: | Sousa, Paula Cristina dos Santos |
| Assunto: | Dessalinização Membranas Osmose inversa Espaçadores em ziguezague |
| Ano: | 2015 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório da UTAD |
| Resumo: | A exploração de recursos naturais de água doce combinada com uma maior exigência de água tem conduzido a uma crescente procura de alternativas de novas fontes de água para consumo. A dessalinização proporciona essa mesma alternativa, na medida em que disponibiliza água potável que de outra maneira não seria acessível. A dessalinização, de um modo geral, é o processo utilizado para remover sais da água do mar ou de águas salobras. Este processo pode ser conseguido utilizando diferentes técnicas. As tecnologias de dessalinização industrial usam tanto, métodos térmicos assim como membranas semipermeáveis para separar o solvente de alguns solutos. A osmose inversa (OI) é sem dúvida o processo de dessalinização por membrana mais utilizado no mundo. O principal problema inerente ao processo de separação por este tipo de membranas reside na acumulação de incrustações nas paredes da membrana com a consequente redução do fluxo permeado. Nesta dissertação usaram-se as técnicas de CFD para estudar a hidrodinâmica em canais de alimentação de uma membrana de dessalinização preenchidos com espaçadores dispostos em ziguezague e transversais ao escoamento. As soluções numéricas foram obtidas com o software FLUENT para os escoamentos laminares em canal livre (sem espaçadores) e em canais preenchidos com espaçadores com diferentes configurações. Foram testadas quatro tipos de configurações. Os resultados apresentados mostram os efeitos da distância entre filamentos na distribuição das velocidades, nas isolinhas da função corrente, no fator de atrito, na queda de pressão e nas tensões de corte desenvolvidas nas paredes da membrana para os diferentes números de Reynolds estudados, 10 Re 300 . A diminuição da distância entre filamentos pode levar ao aparecimento de recirculações mais ativas, que podem promover a transferência de massa nas superfícies das membranas apesar de diminuírem a área útil das mesmas. |
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