Supressão de finos no cálculo da velocidade crítica de deposição em bombeamento de polpa de minério de ferro

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dc.contributor.advisorMagalhães, Cristina Almeida
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3127609568989733
dc.contributor.authorFonseca, Eduardo Campêlo
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3423989777736009
dc.contributor.refereeCristina Almeida Magalhães
dc.contributor.refereeArtur Caron Mottin
dc.contributor.refereePedro Américo Almeida Magalhães Júnior
dc.date.accessioned2026-06-19T15:21:35Z
dc.date.available2026-06-19T15:21:35Z
dc.date.issued2024-03-24
dc.description.abstractNo 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.
dc.description.abstractotherIn the hydraulic dimensioning of a pipeline, the settling velocity is a fundamental parameter in guaranteeing the performance of the process. The deposition behavior of solids at the bottom of the pipes requires that the design velocity be calculated in such a way as to have sufficient magnitude to suspend and transport the solids, without being economically unfeasible given the increase in head loss and energy consumption expenses. The improvement of the estimative calculation of the sedimentation velocity in iron ore slurry pumping with a high percentage of fines is the object of this thesis. The present work aimed to compare the results of simulations in the AFT Fathom software, where the input parameters were based firstly on an estimate of the sedimentation velocity without suppression of fines and later with suppression of fines, based on the premise that the particles in slurry suspensions that are smaller than 50 micrometers in size do not deposits, as they are particles that essentially do not settle during normal pumping operations. The critical velocities were calculated using the Durand method, for the granulometric distribution of the original slurry, the values found for the d50 and velocity were respectively 62 microns and 4.05 m/s. Already carrying out the suppression of fines, the values found were 72 microns and 3.69 m/s, making it possible to work at a design speed 9% lower. In the results of this work, the software simulations indicate a considerably lower pressure loss when applying the fines suppression method and consequently a lower pump’s motor power. With these output parameters from the two simulations, it was possible to economically quantify the impact of reducing the pumping operating speed, through the comparison of CAPEX and OPEX indices for each of the scenarios.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/2758
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.subjectEngenharia hidráulica
dc.subjectSedimentação - Análise
dc.subjectMateriais granulares - Análise
dc.subjectTubulação
dc.subjectAFT Fathom (Software)
dc.titleSupressão de finos no cálculo da velocidade crítica de deposição em bombeamento de polpa de minério de ferro
dc.typeDissertação

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