Resolução Numérica do Problema de Sedimentação Batelada usando o Método da Captura de Interface por Tangente Hiperbólica: Avaliação do Tipo de Condição Inicial

Resumo

A sedimentação é um processo físico que estuda o transporte e a deposição de partículas suspensas em um fluido. Este é um dos fenômenos mais interessantes em engenharia química devido à presença de três regiões distintas (livre de sólidos; concentração de sólidos constante e concentração de sólidos varia do valor inicial até um máximo). Do ponto de vista matemático, este problema é caracterizado por descontinuidades e variações abruptas na concentração de sólidos durante a sua operação. Isto significa que os tradicionais métodos numéricos encontram grandes dificuldades para a integração do modelo. No presente trabalho é avaliado a aplicação do Método da Captura de Interface por Tangente Hiperbólica para a simulação de dois estudos de caso clássicos em sedimentação batelada. Para essa finalidade, dois tipos de condições iniciais (Kynch e Diehl) são avaliadas durante a simulação do processo. Os resultados indicam que a metodologia proposta foi capaz de encontrar boas estimativas para os perfis de concentração quando comparado com aqueles reportados pela literatura. Além disso, a escolha do tipo de condição inicial deve estar condicionada a eficiência, ao custo do experimento e o tempo disponível para a simulação.