ESTUDO HIDRODINÂMICO DE REATOR UASB DE PEQUENA ESCALA POR DINÂMICA DE FLUIDO COMPUTACIONAL (CFD): SIMULAÇÃO E VALIDAÇÃO

Abstract

Um reator UASB em pequena escala foi modelado para avaliar seu comportamento hidrodinâmico e comparar simulações de CFD com resultados experimentais obtidos em escala de laboratório. Foram realizadas simulações usando o Ansys® CFXTM com duas taxas de fluxo diferentes: A) 26,68 e B) 4,0 l d-1. O volume do reator era de 1,5 litros, com um volume útil de 1,38 litros. Além das simulações de CFD, foram realizados testes hidrodinâmicos com injeção de traçador, tanto experimentalmente quanto nas simulações. Foram obtidas curvas de distribuição do tempo de residência (RTD) e o modelo de número de tanques em série (NTIS) foi usado para determinação do comportamento hidrodinâmico. Os valores de NTIS calculados usando simulações de CFD foram 5,55 e 4,76, para as taxas de fluxo A e B, respectivamente. Para a análise experimental, os valores de NTIS foram 6,67 e 5,54, para as taxas de fluxo A e B, respectivamente. O teste U de Mann-Whitney foi realizado para confirmar a similaridade entre as simulações de CFD e os testes experimentais. Os resultados do teste U de Mann-Whitney não mostraram diferenças estatisticamente significativas entre as simulações de CFD e os dados experimentais. Pode-se concluir que as simulações de CFD são válidas e podem ser usadas para analisar o comportamento hidrodinâmico dos reatores UASB.