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Moreira, Cláudia Reis Fontes. Estudo do comportamento hidrodinâmico de tanques chicanados, com vistas à otimização de desinfecção de água em tanques de contato de fluxo contínuo. 132pDissertação (Pós-graduação em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 1999.
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Resumo

Este trabalho tem por objetivo adquirir um melhor entendimento do comportamento hidrodinâmico de tanques de contato chicanados, através do estudo dos seguintes elementos de projeto: relações b e b', profundidade do escoamento e vazão. Dessa forma, com base nos dados obtidos, também insere-se uma relação entre o coeficiente adimensional de mistura e elementos constituintes da geometria da unidade chicanada. Ressaltando-se a importância da geometria do escoamento no desempenho hidráulico de tanques de contato chicanados, este trabalho propõe uma revisão nesse assunto, abordando parâmetros como dispositivos de entrada e de saída, relações b e b', profundidade e vazão. Além disso, são descritos os métodos de caracterização de regimes de escoamento, dando uma ênfase para a técnica de traçadores, já que essa será a técnica utilizada para a realização dos testes experimentais. Também são apresentados os parâmetros indicadores de eficiência hidráulica, as equações utilizadas para o cálculo do coeficiente adimensional de mistura, bem como as equações para o cálculo da eficiência de desinfecção. A seguir, são descritos os procedimentos adotados para a realização dos testes, os equipamentos e materiais empregados para a realização dos mesmos e, também, as configurações estudadas para o tanque chicanado. A apresentação e análise dos resultados aborda estudos a respeito do comportamento dos parâmetros de projeto citados acima em relação a indicadores de curto circuito e mistura, bem como uma comparação entre as influências relativas de tais parâmetros no desempenho hidráulico de tanques de contato chicanados e em suas eficiências de desinfecção. Nota-se que a relação b possui importância fundamental no desempenho hidrodinâmico de tanques de contato chicanados e a profundidade deve ser analisada com cautela, pois o escoamento pode sofrer influência da maneira na qual se dá a injeção de traçador no tanque, principalmente para valores elevados de h. Observa-se um avanço no estudo da influência da vazão e insere-se o parâmetro b'. Apresenta-se também, um aprimoramento da relação entre o coeficiente adimensional de mistura e a relação b, proposta por Teixeira (1993), introduzindo-se uma nova relação através da inserção de variáveis como o comprimento do escoamento. Finalmente, são relatadas, respectivamente, as conclusões chegadas através deste trabalho, que muito podem contribuir para um melhor entendimento de processos hidrodinâmicos e, consequentemente, para o estabelecimento de procedimentos mais racionais para projeto de unidades de contato, e as recomendações para estudos posteriores.

Abstract

The objective of this work is to attain a better understanding of the hydrodynamic processes of s serpentine contact tanks through the following project elements: b, b', depth of the flow and outflow. Based on the experimental figures, this study also presents correletions between the dimensionless mixing coeficient and geometrical elements of the unit. Outlining the importance of the flowing geometry in the hydraulic performance of contact units, this work begins with a review about the inlet and outlet of the unit, b, b', depth and outflow. Besides that, are also described the methods of caracterization of flow, giving special emphasis to the dye-tracer technique. Also, the parameters that indicates hydraulic efficiency and the equations for the dimensionless mixing coeficient are presented, as well as the equations for the disinfections efficiency. Then, the experimental apparatus, instrumentations and materials used in this work are mentioned. The results about the studies of the project elements in relation to the indexes of short circuit and mixing is mentioned, as well as a comparison between their relative influences in the hydraulic efficiency and consequently disinfection performance of contact units. The variation of s2 against b for contact tanks, proposed by Teixeira (1993), is improved, through the introduction of a new relation, including parameters as the length of the flow. Finally, the conclusions and suggestions for further studies are mentioned.
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