MIXTECPRO – Consultoria em Processo e Equipamentos para Agitação e Mistura

ALGUNS TRABALHOS REALIZADOS

Análise CFD da formação de um vórtice em reator sem quebra ondas

Análise CFD multifásica da formação de um vórtice, comparação dos resultados com tanque piloto nas mesmas condições. Modelo utilizado URANS (Unstead Reynolds Average Navier Stokes), com modelo VOF (Volume of Fluids). É possível observar a formação das estruturas médias do escoamento. Teste realizado apenas para de comparação prática entre o modelo citado e a condição real.

Curso de agitação e mistura      

                Realizado para turma de engenharia Química da UNAERP – Ribeirão preto. O vídeo tem como objetivo a demonstração real de ensaios de processo de agitação e mistura observando o comportamento do fluido quando utilizado os acessórios quebra ondas ou chicanas.

               Na demonstração é possível verificar a condição de suspensão de sólidos quando utilizados os anteparos ou sistema de quebra ondas. 

              Quando não utilizados é possível verificar a formação do vórtice, absorção de ar e a não suspensão completa do sólidos sedimentados. Este vídeo tem objetivo educativo, com intuito de demonstração do funcionamento de um sistema de agitação e seus componentes.

Misturador estático – Análise CFD

                 Neste vídeo foi realizada a simulação computacional fluidodinâmica do escoamento e transporte de fase de um misturador estático com elementos torcidos. Além da análise visual das linhas de fluxo e condições de mistura, são extraídos dados como perda de carga e coeficiente de variação – CoV.

                O estudo CFD neste caso nos permite avaliar a quantidade de elementos necessárias para se obter a melhor condição de mistura. Esta simulação foi realaizada em regime transiente, inclusão de transporte escalar para verificação do comportamento de mistura. Foi utilizado malha 100% hexahédrica com aproximadamente 4 milhões de elementos. 

Reator de Biogás – CFD            

                Análise computacional fluidodinâmica de um reator biológico para geração de biogás a partir de efluentes industriais. Nesta simulação foram realizadas análises dos sistemas de homogeneização, buscando avaliar os efeitos da instalação de 2 ou 3 equipamentos montados em posições equidistantes.

                Com os resultados desta simulação foi possível analisar os gradientes de velocidade, linhas de fluxo, zonas de estagnação, tensão cisalhante nas paredes, potência consumida dos motores elétricos.

                O vídeo foi montado em escala real, apenas para demonstração do trabalho realizado. Para esta simulação foi utilizado uma malha hexaédrica com aproximadamente 17 milhões de elementos resolvidos em regime estacionário. 

Agitador para container IBC 1000L – CFD

                 A análise CFD de um sistema de agitação especialmente desenvolvido para container IBC de 1000L. O container IBC é muito utilizado para transporte de líquido. Alguns destes líquidos quando armazenados por longos períodos acabam sedimentando ou separando fases.

              Com este objetivo este estudo foi realizado juntamente com o fabricantes de equipamentos Agimix, afim de verificar a efetividade do agitador desenvolvido. Analisando velocidade, linhas de fluxos e zonas mortas.

              Este estudo também é possível determinar a viscosidade máxima em que o equipamento é efetivo e qual a potência e torque consumidos durante o processo de agitação, garantindo que o equipamento atenda as aplicações mais exigentes.

Separador Multifásico – CFD

              Operações envolvendo líquidos imiscíveis e substâncias multifásicas é muito utilizada na industria. A simulação em questão demonstra de maneira didática um sistema separador água / óleo com um sistema de mistura prévio.

             Pode ser muito utilizado no desenvolvimento de equipamentos para tratamento de efluentes, processos de petróleo e gás e industria química.

             Esta simulação foi conduzida com a técnica ” Volume of fluids – VOF”, que rastreia e localiza a interface dos elementos. Foi executada em regime transiente com aproximadamente 4 milhões de elementos.

Trocador de calor casco tubo – CFD

               As operações de troca térmica são muito utilizadas na industria, inúmeros tipos de equipamentos existentes promovem a troca térmica com objetivo de aquecimento ou resfriamento de fluidos.

               Esta simulação computacional fluidodinâmica utilizou um dos modelos mais utilizados na industria, o trocador de calor do tipo casco tubo. Este modelo possui duas câmaras distintas, por onde passam os fluidos. 

               Neste estudo utilizou-se da técnica de análise multi região acoplada, onde analisa-se a condução térmica nas regiões sólidas e convecção térmica nos fluidos. 

Simulação CFD transiente com malha dinâmica                

                   Simulação por “CFD – Computational Fluid Dynamics” de sistemas de agitação pode ser realizada em regime estacionário, onde a variável do tempo não é levada em consideração e os valores de velocidade são demonstrados como valores médios. E o regime transiente, onde a variável do tempo é levado em consideração, oque eleva em muito o tempo de processamento da simulação e o custo computacional.

                  Esta simples simulação de carácter explicativo, utiliza-se das técnicas de malha dinâmica e análise transiente para avaliar um reator com sistema de quebra ondas e impelidor do tipo turbina “pitched blade”.

                  Na simulação é possível observar a variação das linhas de fluxo, vetores de direção e gradiente de velocidade.

Consultoria – Redução no consumo de energia

                Sistema de agitação utilizado para fabricação de fertilizantes com alta carga de material sólido. O sistema de agitação atual utilizava-se de um sistema com acionamento elétrico de 75 CV ou 55 kW. Com o funcionamento diário de quase 16 horas, os valores gastos com energia elétrica estava muito alto, o que consequentemente elevava também o custo do produto final. 

                Após estudo de consultoria que contava também com os serviços de scale-up, foi possível simular diferentes configurações de impelidores afim de, buscar o design mais eficiente.

                Como resultado final do estudo foi possível a redução do consumo de energia em aproximadamente 60%, passando a utilizar com segurança um motor de 30CV ou 22 kW. Sendo importante ressaltar que houve ganhos com durabilidade de componentes. O tempo de processo e qualidade final do produto foram mantidos.

Aumento de produção – Misturador Ribbon Blender subdimensionado

            Misturador Ribbon Blender possui uma infinidade de aplicações na mistura de compostos em pó. Por ser um desenvolvimento antigo é possível encontrar nas industrias equipamentos já com elevado desgaste, acionamentos elétricos e redutores de engrenagem de baixa eficiência. 

            Nesta ocasião o equipamento não tinha torque o suficiente para promover a mistura quando abastecido com carga acima de 1000 kg. O trabalho envolveu análise de todos os componentes de transmissão e levantamento do item crítico.

          Após a avaliação e identificação do item crítico, bem como engenharia reversa dos demais componentes foi possível realizar a substituição e elevar a produção para 2000kg p/ batelada. O que rendeu 100% de ganhos para o cliente.

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