Os resultados obtidos com a estimação de parâmetros mostraram que o primeiro grupo expe- rimental, referente aos dados de Fernandes Jr (2002), exibiu valores do coeficiente de distribui-
Capítulo 4. Resultados e discussão
ção 𝑚 aproximadamente entre 1,3 e 3; Já no que concerne os outros dois grupos experimentais, referentes aos trabalhos de Fernandes Jr (2006) e Medeiros (2008), os valores obtidos situam-se aproximadamente entre 5 e 7. Essa diferença é justificada pela diferente natureza dos siste- mas de extração estudados: água de produção e aguarrás (para o primeiro grupo) e água de produção e querosene de aviação(para os outros dois grupos).
No que concerne o coeficiente de transferência de massa 𝑘𝑑, esse parâmetro mostrou-se
mais sensível à vazão total do sistema 𝑄𝑇 nos resultados referentes ao segundo e terceiro grupo
experimental, conforme pode ser visto através da análise dos coeficientes de correlação mos- trada nas Tabelas 4.7 a 4.9. Quanto ao primeiro grupo experimental, o parâmetro mostrou-se mais sensível ao teor orgânico-água de alimentação 𝒯𝑂𝐴, da mesma forma que à altura do leito
orgânico 𝐻𝑜. A influência destes dois parâmetros pode ser justificada quando analisa-se a consi-
deração realizada na etapa referente à concepção do modelo: Uma vez que toda a transferência de massa está aglutinada no termo 𝑘𝑑, é evidente que quão mais ricas em solvente estiverem
as gotas transportadoras ao entrarem no leito orgânico (portanto, maior 𝒯𝑂𝐴), será necessária
uma maior taxa de transferência de massa para remover o contaminante da fase aquosa. Da mesma forma, quão menor o leito orgânico (portanto, menor o valor de 𝐻𝑜) menor é o tempo
para que ocorra a transferência de massa, e portanto o valor de 𝑘𝑑deve aumentar. Este compor-
tamento pode exemplificado ao realizar uma comparação entre os valores de 𝑘𝑑estimados para
os ensaios de números 5, 11 e 16 da Tabela 4.1.
Quanto ao parâmetro de recirculação 𝒯 , os resultados mostrados nas Tabelas 4.1 a 4.3 vão ao encontro do que foi analisado através das tabelas de correlação: a ausência de uma influência por parte das variáveis operacionais no valor do parâmetro. Apesar de alguma oscilação, é possível perceber que cada um dos grupos experimentais possu um valor médio de 𝒯 : 10 para o primeiro grupo, com dados referentes ao trabalho de Fernandes Jr (2002); 50 para o segundo grupo, com dados referentes ao trabalho de Fernandes Jr (2006); 10 para o terceiro grupo, com dados referentes ao trabalho de Medeiros (2008). Apesar de o primero e terceiro grupo tratarem- se de sistemas diferentes quanto à natureza dos seus componentes, eles apresentaram o mesmo valor médio para o parâmetro, que diverge sensivelmente daquele determinado para o terceito grupo. Isso permite inferir que o valor do parâmetro de recirculação 𝒯 está relacionado muito mais intimamente com a geometria do equipamento do que com qualquer uma das variáveis operacionais analisadas.
CAPÍTULO 5: CONCLUSÕES GERAIS E
SUGESTÕES
Nada há como começar para ver como é árduo concluir.
Capítulo 5. Conclusões gerais e sugestões
5 Conclusões gerais e sugestões
Tomando por base os assuntos apresentados no presente trabalho, e tendo sido apresentados os resultados obtidos com o modelo AMADDA no capítulo anterior, pode-se concluir que:
• Foi possível desenvolver um modelo macroscópico determinístico que se valendo de con- siderações simplificadoras, apresentou desempenho satisfatório na descrição eficiência de separação do MDIF, à despeito da simplicidade adotada na sua concepção. Apesar da natureza estacionária dos dados acerca do funcionamento do MDIF apresentados nos trabalhos já desenvolvidos, o modelo AMADDA conseguiu descrever satisfatoriamente o comportamento dinâmico do sistema até que o mesmo atingisse o estado estacionário e então pudessem ser inferidas as medidas de eficiência de separação, conforme descreve Fernandes Jr (2002).
• O termo fonte das equações de transporte da fração mássica do solvente contaminado no interior do leito orgânico agrega fenômenos de escala mesoscópica (da ordem do diâmetro das gotas transportadoras) e macroscópica (da ordem do tamanho do leito orgânico). Em termos numéricos, a dispersão axial do escoamento é desprezada.
• De acordo com os resultados apresentados na Tabela 4.5, quanto aos conjuntos de dados experimental e calculados com o modelo, apenas aqueles referentes à primeira e segunda rodadas experimentais apresentam um comportamento que os enquadrava em uma dis- tribuição normal, de acordo com o teste de Shapiro-Wilk.; No que concerne a terceira rodada, tanto os dados experimentais quanto aqueles obtidos pelo modelo AMADDA não se enquadraram na distribuição normal. Podem haver diversas razões para o afas- tamento da normalidade por parte dos ensaios, desde a presença de outliers nos dados, amplitude elevada nos dados experimentais, entre outras.
• No Apêndice C podem ser visualizados os histogramas referentes aos dados experimen- tais, aonde é possível observar na Figura C.3 que a distribuição do dados assemelha-se a uma distribuição do tipo bimodal. É possível que os dados à esquerda da curva podem re- presentar outliers, contudo essa possível natureza espúria não foi considerada, haja vista que há uma mudança estrutural significativa ente a configuração do MDIF para os traba- lhos de Fernandes Jr (2002) e Fernandes Jr (2006): O uso de um misturador estático em linha em substituição à agitação mecânica das configurações anteriores. Tal modificação pode justificar uma nova dinâmica de escoamento no interior da câmara de mistura, o que pode estar gerando os dados bimodais.
Capítulo 5. Conclusões gerais e sugestões
• A consideração do emprego de uma lei exponencial para descrever o comportamento tran- siente do reciclo no MDIF mostrou-se bastante acurada na descrição do comportamento do reciclo existente no equipamento.
• Através da realização de uma análise de sensibilidade do modelo AMADDA, foi pos- sível perceber que o parâmetro 𝑘𝑑 mostrou-se o mais significativo para a determinação
da eficiência de separação calculada. Esse resultado vai ao encontro do que é relatado nos trabalhos de Fernandes Jr (2002) e Fernandes Jr (2006): A vazão total de alimenta- ção do equipamento (variável com a qual 𝑘𝑑 está relacionado) relaciona-se de maneira
diretamente proporcional à eficiência de separação.
• A utilização de um método de integração do tipo preditor-corretor por meio do algo- ritmo de Adam-Bashfort-Moulton mostrou-se satifatório na simulação dinâmica do mo- delo AMADDA. A correção proposta por Lax introduzida no modelo aumentou bas- tante sua robustez, permitindo que um passo de tempo relativamente alto fosse utilizado (5 × 10−3).
• Como sugestão para trabalhos futuros, é possível utilizar a metodologia 1F na descrição do escoamento de uma escoando através de um leito, permitindo que os coeficientes de transferência de massa sejam determinados diretamente à partir dos resultados das simu- lações, utilizando a técnica de CFD. Caso a interface entre as fases contínua e dispersa esteja sujeita tensões oriundas do escoamento e possa deformar-se, o problema pode ser classificado como de fronteiras imersas. Um código computacional de resolução do pro- blema permitiria que o fenômeno de transferência do solvente contaminado no interior da gota transportadora fosse melhor compreendido.
• De acordo com diversos autores, é na etapa de formação das gotas através do prato perfu- rado que ocorre a maior parte da transferência de massa da fase dispersa para a contínua. Simulações em CFD utilizando a metodologia 2F poderiam ser utilizadas com esse obje- tivo, o que permitiria que tal fenômeno fosse elucidado.
• É crucial que dados dinâmicos de vazão, altura da interface, etc. sejam coletados acerca do funcionamento do MDIF, permitindo que o comportamento transiente do equipamento seja estudado.
• Conforme já foi mencionado, é necessário elucidar a natureza bimodal dos dados expe- rimentais de eficiência de separação do equipamento apresentados no trabalho de Me- deiros (2008), seja por meio da realização de novos testes experimentais para eliminar a possibilidade de que erros sistemáticos de medição tenham sido cometidos, ou o estudo aprofundado da hidrodinâmica da nova configuração estrutural do equipamento e a sua possível influência nas medições de eficiência realizadas, haja vista que a metodologia utilizada nesta medida foi comum aos três trabalhos.
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Apêndice A. Caracterísiticas dos sistemas estudados