| SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PROCESSO DE FLUIDIZAÇÃO DO LEITO FILTRANTE EM MODELO COMERCIAL DE FILTRO DE AREIA UTILIZADO NA IRRIGAÇÃO |
Fluidodinâmica Computacional, Retrolavagem, Expansão do leito.
A irrigação localizada é uma das técnicas mais eficientes no uso da água e da energia, porém sua eficiência está condicionada ao uso de água com elevada qualidade física e química. Dentre os equipamentos utilizados para se atingir esse nível de qualidade da água, o filtro de areia se destaca por reter matéria orgânica por maior tempo, sem a necessidade de limpezas frequentes. Com o uso do filtro, aumenta-se a sujidade retida em seu interior, sendo necessário realizar a retrolavagem (limpeza) do equipamento, para estabelecer as condições iniciais de remoção de impurezas e de perda de pressão. Durante esse processo ocorre o fenômeno de fluidização da camada filtrante, e, pelo atrito entre as partículas ocorre o desprendimento dos sólidos retidos, que pela diferença de densidade entre essas partículas e as partículas de areia, são removidas do interior do filtro pelo fluxo ascendente. O fenômeno de fluidização é fortemente influenciado pela uniformidade pelo fluxo ascendente, que por sua vez, depende do formato, distribuição e capacidade dos drenos de proporcionar essa uniformidade do fluxo. Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento hidráulico e de expansão do leito filtrante de um modelo de filtro de areia comercial para diferentes combinações de altura da camada filtrante e modelos de dreno, utilizando a fluidodinâmica computacional, que possibilita estimar a altura de expansão do leito, bem como avaliar a ocorrência de zonas mortas, e visualização das linhas de corrente geradas pelo fluxo ascendente. As simulações computacionais serão realizadas utilizando os softwares de código aberto Salome, OpenFOAM e ParaView. No ambiente do Salome será criada a geometria e gerada a malha da superfície do filtro. No OpenFOAM será utilizado o snappyHexMesh para a geração da malha que contempla o volume do filtro e realizado a configuração e execução da simulação do processo de retrolavagem utilizando o solver multiphaseEulerFoam. No ambiente gráfico do ParaView será realizado o pós-processamento e a visualização dos dados. Serão avaliados o modelo de dreno original do fabricante, bem como o modelo proposto por Mesquita et al. (2017). Adicionalmente serão avaliadas as alturas de camada filtrante de 0,15 m e 0,30 m. Serão realizadas algumas simplificações no modelo computacional do filtro com o intuito de reduzir os custos computacionais nas simulações.