Sedimentadores

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Sedimentadores


























1. INTRODUÇÃO

Segundo Nunes (2008) a aplicação tecnológica da sedimentação começou com Dorr em 1905 com a invenção do espessador, utilizando placas concentradas de minérios em Dakota do Sul – EUA. Em 1952 Kynch propôs um modelo cinemático de sedimentação com base apenas no desenvolvimento daequação da continuidade para a fase sólida, motivando a indústria mineral a investir no projeto de sedimentadores com essa perspectiva.
O método recebeu o nome de método de Kynch que consiste em realizar apenas um ensaio de sedimentação em batelada, e usando a teoria de Kynch, deduzir a área mínima necessária do sedimentador para se processar uma sedimentação. A partir do uso do método de Kynchhouve significativa melhora no entendimento do processo de sedimentação e apesar de existirem novas teorias e modelos que descrevem o processo, o método de Kynch é utilizado até hoje para projetar sedimentadores pela simplicidade do mesmo (NUNES, 2008).
De maneira geral um projeto de separação líquido-líquido por decantação contínua basicamente consiste em obter as dimensões e alturas dasinterfaces formadas pela emulsão, a partir das velocidades terminais de decantação e da vazão de alimentação (GOMES, 2009).
A sedimentação para remoção de partículas sólidas é um dos processos mais utilizados no tratamento de água e consiste na utilização da força gravitacional para separar particular de densidade superior a do liquido até uma superfície ou zona de armazenamento.
Assim com objetivode interpretar a fluidodinâmica de sedimentadores contínuos e calcular os parâmetros de projeto desses sedimentadores foi elaborado esse experimento.

1.1 Teoria de Sedimentação

Basicamente a teoria do projeto de um sedimentador se baseia na determinação da velocidade de sedimentação de uma partícula em um volume de fluido e dimensões muito grandes para o tamanho da partícula. Contudopara partículas muito pequenas, a eficiência de separação diminui drasticamente, inviabilizando a separação com padrões aceitáveis e necessitando de pesquisa para o uso de outros métodos para otimização da eficiência do processo (NUNES, 2008).
A maneira mais simples e eficiente para os estudos das condições operacionais de sedimentadores em escala laboratorial consiste basicamente de testes desedimentação em batelada de suspensões com concentrações iniciais previamente estabelecidas. Nesse sentido o conhecimento das concentrações de partículas é fundamental para estudos desse tipo de processo (AROUCA, 2007).
A teoria de Kynch (1952) é puramente cinemática e descreve a sedimentação de partículas sólidas em um meio líquido como um fenômeno de propagação de ondas. Isso dá subsidio paraa realização de cálculos utilizando apenas a equação da continuidade para o componente solido (AROUCA, 2007).
Segundo Arouca (2007) e Nunes (2008) para o uso da teoria de Kynch (1952) no projeto de sedimentadores há que se admitirem algumas hipóteses:

* A sedimentação é unidimensional;
* A concentração aumenta com o tempo na base da coluna de dispersão (ou seja, no fundo dorecipiente);
* A velocidade de sedimentação tende a zero quando a concentração tende ao seu valor máximo;
* A velocidade de sedimentação depende apenas da concentração local de sólidos;
* Os efeitos de parede são desprezíveis;
* As partículas são de mesmo tamanho e forma.

A teoria de Kynch (1952) indica que a sedimentação compreende quatro regiões distintas que são apresentadasna Figura 1, onde esta representada a dinâmica da sedimentação em provetas (a) e a respectiva curva de sedimentação (b) (AZEVEDO, 2009).
Em seu trabalho Kynch tratou apenas da sedimentação em batelada, mas seus resultados puderam ser utilizados na dinâmica do projeto de sedimentadores contínuos, uma vez que, é apresentada uma forma de calcular a concentração da interface superior em função do...
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