Modelagem e simulação de um separador bifásico com inversão de fases induzida

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The present work has the main goal to study the modeling and simulation of a biphasic separator with induced phase inversion, the MDIF, with the utilization of the finite differences method for the resolution of the partial differencial equations which describe the transport of contaminant s mass fraction inside the equipment s settling chamber. With this aim, was developed the deterministic differential model AMADDA, wich was admensionalizated and then semidiscretizated with the method of lines. The integration of the resultant system of ordinary differential equations was realized by means of a modified algorithm of the Adam-Bashfort- Moulton method, and the sthocastic optimization routine of Basin-Hopping was used in the model s parameter estimation procedure . With the aim to establish a comparative referential for the results obtained with the model AMADDA, were used experimental data presented in previous works of the MDIF s research group. The experimental data and those obtained with the model was assessed regarding its normality by means of the Shapiro-Wilk s test, and validated against the experimental results with the Student s t test and the Kruskal-Wallis s test, depending on the result. The results showed satisfactory performance of the model AMADDA in the evaluation of the MDIF s separation efficiency, being possible to determinate that at 1% significance level the calculated results are equivalent to those determinated experimentally in the reference works O presente trabalho tem como objetivo estudar a modelagem e simulação de um separador bifásico com inversão de fases induzida, o MDIF (Misturador Decantador à Inversão de Fases), por meio da utilização do método das diferenças finitas para a resolução das equações diferenciais parciais que descrevem o transporte da fração mássica do contaminante no interior da câmara de decantação do equipamento. Com esse intuito, foi desenvolvido o modelo determinístico diferencial AMADDA, o qual foi admensionalizado e então semidiscretizado através do método das linhas. A integração do sistema de equações diferenciais ordinárias resultante foi realizada através de um algoritmo modificado do método de Adam-Bashfort-Moulton, e a rotina de otimização estocástica de Basin-Hopping foi utilizada no procedimento de estimação de parâmetros do modelo. Com o intuito de estabelecer um referencial comparativo para a validação dos resultados obtidos com o modelo AMADDA, foram utilizados dados experimentais apresentados na literatura (FERNANDES JR, 2002; FERNANDES JR, 2006; MEDEIROS, 2008). Os resultados experimentais e aqueles obtidos com o modelo foram avaliados quanto à sua normalidade por meio do teste de Shapiro-Wilk, e validados frente aos resultados experimentais através do teste t de Student e o o teste de Kruskal-Wallis, à depender do resultado. Os resultados obtidos através do modelo AMADDA mostraram um desempenho satisfatório na determinação da eficiência de separação do MDIF, sendo possível determinar que, a um nível de significância de 1%, os resultados calculados são equivalentes àqueles determinados experimentalmente nos trabalhos de referência