Como aplicar CFD no projeto de misturadores

VirtualCAE
25/11/2022
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CFD, Fluidodinâmica Computacional, Simulação Virtual
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Os misturadores são equipamentos empregados em diversos setores industriais com a função de misturar, emulsificar, homogeneizar ou transformar materiais diferentes em uma única substância. Entre os diversos misturadores que são utilizados pode-se citar os agitadores, que são dispositivos essenciais na indústria de alimentos e bebidas, pois garantem a perfeita homogeneização e uniformidade das substâncias. Esses equipamentos são dimensionados para atender as rotações necessárias do processo de fabricação de acordo com o tipo de material, o objetivo da agitação, a temperatura de trabalho, entre outros parâmetros.

A correlação entre os parâmetros a serem atendidos na dimensionalização dos agitadores pode ser analisada através de ferramentas de simulação de fluidodinâmica computacional. Essas ferramentas, que são conhecidas pela sigla CFD, permitem a análise de escoamentos contínuos e discretos em determinada geometria ou espaço, com a utilização de métodos numéricos robustos e hipóteses matemáticas que reproduzem a física real. Assim, o uso desses softwares permite conhecer melhor as características do processo de agitação e mistura, mitigando as perdas de material e aumentando a vida útil do equipamento.

Efeitos como o aparecimento de vórtices, que são inerentes ao processo de agitação, podem ser verificados nas ferramentas de CFD a fim de serem controlados com a correta dimensionalização da geometria do tanque e das pás de mistura ou com a inclusão de chicanas. Além disso, através da simulação virtual é possível estimar quando e como devem ser realizados os processos de inspeção do equipamento e limpeza, garantindo um controle dos períodos de manutenção e uma melhor organização dos processos da linha industrial. Dessa forma, a utilização dos softwares de CFD possibilita a avaliação da eficiência do processo, do desempenho energético no interior dos agitadores e de outros fatores relevantes.

As ferramentas de engenharia assistida por computador permitem que as empresas se mantenham no mercado competitivo, uma vez que sua utilização reduz a necessidade de testes físicos e auxilia na definição de parâmetros importantes para os processos industriais. No caso dos agitadores, as análises de CFD auxiliam na compreensão da física envolvida e na definição das corretas dimensões do tanque e velocidades de rotação da pá, a fim de evitar o acúmulo de material, estabelecer planejamentos de manutenção e limpeza e melhorar o desempenho da mistura. Todas essas possibilidades fazem com que as ferramentas de simulação sejam sinônimo de inovação e tecnologia, evidenciando como essas são verdadeiras aliadas da indústria 4.0.

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