Modelização de separações por membrana através de métodos de refinamento de malha

Aplicou-se um modelo que conjuga a polarização da concentração e o transporte numa membrana para simular a ultrafiltração de soluções aquosas de PEG-3400. O problema incorpora o modelo de fricção binária desenvolvido a partir de uma modificação da equação de Maxwell-Stefan-Lightfoot. Desenvolveu-se um método numérico adaptativo eficiente para resolver simultaneamente as duas partes do modelo (camada de polarização e membrana). A resolução numérica do sistema algébrico-diferencial permitiu a ilustração adequada do fenómeno de rejeição aparente de soluto (em soluções aquosas de PEG-3400) assim como da queda de pressão em função do fluxo. Por outro lado, possibilitou a previsão adequada da influência de parâmetros físico-químicos e das condições de operação nesses fenómenos de rejeição, para além da correcta formação dos perfis de concentração e de fluxo quer na zona da camada de polarização como da membrana. A comparação com valores experimentais de ultrafiltração possibilita a validação do modelo no caso específico das soluções de PEG-3400. Os resultados de simulação dependem significativamente das características de resistência, Rm, da membrana que manifestam uma grande variabilidade de ensaio para ensaio e que influenciam o valor do coeficiente de equilíbrio, Keq.

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