Uso da fluidodinâmica computacional para avaliar o ciclone como um dessalinizador solar via umidificação-desumidificação

Resumo

O acesso à água potável tem se tornado um desafio crescente em diversos setores sociais, incluindo o consumo humano, a indústria e a irrigação. Muitos mananciais apresentam altas concentrações de sais, especialmente na região semiárida do Brasil, onde a composição geológica do solo contribui para a salinidade, combinada a um baixo índice de chuvas. Uma solução para a obtenção de água potável é o uso de dispositivos que empregam a técnica de umidificação-desumidificação (HDH).

Neste contexto, foi realizado um estudo, utilizando a fluidodinâmica computacional (CFD), para investigar o desempenho de um ciclone na produção de água empregando HDH. A abordagem adotada foi a euleriana-lagrangeana, considerando a umidificação do ar dentro do ciclone (fase contínua) pela evaporação de gotas de água injetadas por bicos aspersores (fase dispersa). As equações de conservação de massa, momento linear, energia e matéria, acopladas ao modelo de turbulência k-e, foram utilizadas para descrever o comportamento da fase contínua. O comportamento da fase dispersa foi analisado por meio do rastreamento das partículas, considerando a dinâmica do fluxo gasoso. Para representar a troca de momento linear, massa e energia entre as fases, foram aplicadas equações diferenciais ordinárias em relação ao tempo.

Os resultados das distribuições de pressão, temperatura e fração mássica de vapor indicam que a utilização do ciclone como dessalinizador é uma abordagem promissora para a obtenção de água potável a partir de águas salobras.