A utilização de hidrociclones para promover separações baseadas no campo centrífugo iniciou-se há mais de um século. A primeira patente de hidrociclone foi depositada no final do século XIX e sua utilização era para misturas sólido-líquido. Sua utilização para separar misturas líquido-líquido, especialmente óleo-água, foi iniciada em 1970 com pesquisas lideradas pela universidade de Southampton na Inglaterra. A evolução em sua geometria para a separação água-óleo culminou em entradas duplas e duas seções cônicas para aumentar a eficiência de separação. As vantagens em sua utilização são devido ao fato de serem equipamentos compactos, com baixos custos operacionais e que aceleram a separação devido à ação centrífuga. Neste trabalho, empregou-se fluidodinâmica computacional (CFD) e um planejamento fatorial reduzido (2 7-3 ) para a otimização da geometria de um hidrociclone visando à separação de dispersões de elevados teores de óleo (40%) em água. O hidrociclone ótimo resultante deste planejamento foi construído e testado experimentalmente. Valores de eficiência de separação (ET) e razão de fluido (R F ) foram obtidos experimentalmente e comparados com os valores simulados (ANSYS Fluent 12.1). Experimentos também foram realizados para verificar a influência da razão de fluido total (R FT ) sobre a eficiência de separação.
INTRODUÇÃOOs hidrociclones são equipamentos compactos empregados nas separações sólido/líquido, sólido/sólido, líquido/líquido e gás/líquido. Sua geometria é basicamente constituída por uma parte cilíndrica, que define o diâmetro do hidrociclone, acoplada a uma parte cônica, como mostra a Figura 1.Os trabalhos disponíveis na literatura empregando hidrociclones para a separação óleo-água tratam apenas de correntes com baixas composições da fase óleo. Suas aplicações se restringem basicamente ao tratamento de águas com quantidade residual de óleo, e que geralmente não ultrapassam o valor de 1%