Leyes de conservación con flujo discontinuo modelando columnas de flotación = Conservation laws with discontinuous flux modeling flotation columns.
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Date
2022
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción.
Abstract
En esta tesis, se utiliza un modelo unidimensional dinámico desarrollado recientemente, formulado en términos de EDPs para predecir el proceso simultáneo de flotación de burbujas y
sedimentación de partículas que no están adheridas a las burbujas. El modelo governante es
un sistema triangular de dos leyes de conservación para las fracciones de volumen de la fase
primaria (agregados, burbujas cargadas de partículas) y la fase secundaria (sólidos) en función
de la altura y el tiempo. La tesis tiene los siguientes objetivos.
El primer objetivo de esta tesis es demostrar que el modelo y el esquema numérico proporcionan
una herramienta para la simulación del funcionamiento de una columna de flotación en el caso
de una entrada de alimentación común de las tres fases y cuando no se produce agregación en la
columna. En particular, se ilustran las respuestas de la unidad a los cambios en las condiciones
de operación, como los cambios en las tasas y la composición de los flujos de alimentación, así
como las transiciones entre las condiciones de funcionamiento.
El segundo objetivo de esta tesis es mostrar aplicaciones del modelo y del esquema numérico
a la industria de tratamiento de aguas servidas e identificar los estados estacionarios deseados
para la aplicación de flotación por aire disuelto analizando los ingredientes no lineales de las
ecuaciones gobernantes.
El tercer objetivo de esta tesis es generalizar el sistema triangular de leyes de conservación y
demostrar que el esquema numérico es monótono y satisface la propiedad de región invariante,
es decir, las fracciones de volumen de las tres fases permanecen entre cero y uno.
El cuarto objetivo de esta tesis es demostrar que los esquemas numéricos para las fases primaria
y secundaria, bajos ciertas suposiciones, convergen a una solución.
El quinto objetivo de esta tesis es extender el modelo hiperbólico unidimensional de la hidrodinámica de una columna de flotación a uno que incluya capilaridad, lo que significa que la
EDP gobernante es del tipo parabólica en la región con espuma, mientras que es hiperbólica
en regiones sin espuma.
Description
Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias Aplicadas con mención en Ingeniería Matemática.
Keywords
Separación (Tecnología), Modelos Matemáticos, Flotación (Minerales), Modelos Matemáticos, Hidrodinámica, Modelos Matemáticos, Modelos Matemáticos