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Title: Influência de diferentes padrões de escoamento sobre os fenômenos de eletrodeposição do zinco.
Other Titles: Influence of different flow patterns on zinc electrodeposition phenomena.
???metadata.dc.creator???: ARAÚJO, Danilo Pablo Barros.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: VASCONCELOS, Luis Gonzaga Sales.
???metadata.dc.contributor.referee1???: RAMOS, Wagner Brandão.
???metadata.dc.contributor.referee2???: OLIVEIRA, Laércio Gomes de.
Keywords: Eletrodeposição do zinco;Modelagem fluidodinâmica;Comportamentos de escoamento;Transporte de massa;CFX;Mecânica dos fluidos;Fluidodinâmica;Zinc electrowinning;Fluid dynamic modeling;Flow behavior;Mass transport;Fluid mechanics;Fluid dynamics;Electrodeposición de zinc;Modelado de dinámica de fluidos;Comportamientos de flujo;Transporte masivo;Mecánica de los fluidos;Dinámica de fluidos;Dépôt électrolytique de zinc;Modélisation de la dynamique des fluides;Comportements de flux;Transports en commun;Mécanique des fluides;Dynamique des fluides
Issue Date: 16-Mar-2022
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ARAÚJO, D. P. B. Influência de diferentes padrões de escoamento sobre os fenômenos de eletrodeposição do zinco. 2022. 86 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022.
???metadata.dc.description.resumo???: O zinco é um metal que possui ampla aplicabilidade devido principalmente à sua propriedade de corrosão preferencial, tornando-o um dos metais mais produzidos no mundo. O processo de obtenção do zinco geralmente é realizado por via hidrometalúrgica, onde a última etapa consiste no processo de separação eletrolítica do zinco por meio da passagem de corrente elétrica em eletrodos submersos em uma solução eletrolítica contida nos reatores eletroquímicos. O comportamento do fluxo e a forma como a solução eletrolítica rica em zinco é alimentada tem influência direta em sua taxa de renovação na região reacional, impactando diretamente em variáveis como eficiência de corrente, taxa de produção do zinco metálico e consumo específico de energia. Assim, para avaliar o impacto que diferentes comportamentos de escoamento têm sobre essas variáveis, uma modelagem fluidodinâmica utilizando o método de volumes finitos foi desenvolvida usando o software Ansys CFX 15. Adotou-se a abordagem Euleriana-Euleriana, sendo o modelo matemático formado com as equações de conservação de massa, momento linear, turbulência, termodinâmica e cinética eletroquímica. Como resultados observou-se que melhorando a maneira como a solução rica em zinco é alimentada no reator, aumenta-se o transporte de massa por convecção para região entre eletrodos, aumentando a taxa de deposição de zinco e eficiência de corrente.
Abstract: Zinc is a metal that has a wide applicability due mainly to its preferential corrosion property, making it one of the most produced metals in the world, and the process of obtaining zinc is usually carried out through a hydrometallurgical route, where the last stage consists of the zinc electrowinning process through the passage of an electric current on electrodes submerged in an electrolytic solution contained in a series of reactors. The flow behavior and the way that zinc-rich electrolyte solution is fed has a direct influence on its renewal rate in the region between the electrodes, where directly impacting variables such as current efficiency, metal zinc deposition rate and specific energy consumption. Thus, to evaluate the impact that different flow behavior has on those variables, a fluid dynamic modeling using the finite volume method was developed using the Ansys CFX 15 software. The Eulerian-Eulerian approach was adopted, with the mathematical model formed for equations of mass conservation, linear momentum, turbulence, thermodynamics and electrochemical kinetics. As a result, it was observed that improving the way the solution rich in zinc is fed into the cell, the mass transport by convection to region between electrodes increase, so the rate of zinc deposition and current efficiency increases too.
Keywords: Eletrodeposição do zinco
Modelagem fluidodinâmica
Comportamentos de escoamento
Transporte de massa
CFX
Mecânica dos fluidos
Fluidodinâmica
Zinc electrowinning
Fluid dynamic modeling
Flow behavior
Mass transport
Fluid mechanics
Fluid dynamics
Electrodeposición de zinc
Modelado de dinámica de fluidos
Comportamientos de flujo
Transporte masivo
Mecánica de los fluidos
Dinámica de fluidos
Dépôt électrolytique de zinc
Modélisation de la dynamique des fluides
Comportements de flux
Transports en commun
Mécanique des fluides
Dynamique des fluides
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25136
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DANILO PABLO BARROS ARAÚJO – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2022.pdf2.91 MBAdobe PDFView/Open


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