Supressão de finos no cálculo da velocidade crítica de deposição em bombeamento de polpa de minério de ferro
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Data
2024-03-24
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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
No dimensionamento hidráulico de uma tubulação, a velocidade de sedimentação é um parâmetro fundamental na garantia de performance do processo. O comportamento de deposição dos sólidos no fundo das tubulações, requer que a velocidade de projeto seja calculada de forma a ter magnitude suficiente para suspender e transportar os sólidos, sem ser economicamente inviável dado ao aumento de perda de carga e gastos no consumo de energia. O aperfeiçoamento do cálculo estimativo da velocidade de sedimentação em bombeamentos de polpa de minério de ferro com alta porcentagem de finos é objeto desta tese. O presente trabalho visou realizar uma comparação de resultados de simulações no software AFT Fathom onde os parâmetros de entrada foram baseadas primeiramente em uma estimativa de velocidade de sedimentação sem supressão de finos e posteriormente com supressão de finos, baseando-se da premissa que as partículas em suspensão da polpa que apresentam tamanho abaixo de 50 micrômetros não sofrem deposição, pois são partículas que essencialmente não sedimentam durante as operações normais de bombeamento. As velocidades críticas foram calculadas através do método de Durand, para a distribuição granulométrica da polpa original, os valores encontrados para o d50 e velocidade foram respectivamente 62 micrometros e 4,05 m/s. Já realizando a supressão de finos, os valores encontrados foram 72 micrometros e 3,69 m/s, possibilitando trabalhar em uma velocidade de projeto 9% menor. Nos resultados deste trabalho, as simulações no software indicam uma perda de carga consideravelmente menor quando aplicado o método de supressão de finos e consequentemente uma potência do motor da bomba também inferior. Com esses parâmetros de saída das duas simulações foi possível quantificar economicamente o impacto de se reduzir a velocidade de operação do bombeamento, através da comparação de índices de CAPEX e OPEX de cada um dos cenários.
Descrição
Palavras-chave
Engenharia hidráulica, Sedimentação - Análise, Materiais granulares - Análise, Tubulação, AFT Fathom (Software)