Resumo: O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de metodologias para o estudo de filtros e processos de filtração, utilizando a tomografia de raios-X, técnicas de processamento digital de imagens e simulação numérica. Os ensaios convencionais utilizados pelos fabricantes são realizados através da medida de parâmetros, tais como pressão e vazão, em pontos localizados a montante e a jusante do filtro. Estes ensaios não são eficientes na caracterização de defeitos e não revelam como ocorre o processo de saturação no interior do filtro. Neste trabalho, a tomografia de raios-X foi utilizada para duas finalidades básicas: estudar a distribuição de contaminantes e analisar defeitos no interior de elementos filtrantes. Os modelos de filtração encontrados na literatura não levam em conta o efeito do acúmulo de contaminantes no desempenho do filtro ao longo do processo de filtração. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo acoplando-se as equações de filtração com as equações fenomenológicas (lei de Darcy e equação da continuidade), de tal forma que o acúmulo de partículas no meio poroso (filtro) fosse considerado na simulação do processo de filtração. Os resultados demonstraram que o processo de saturação no interior dos elementos analisados não ocorre de forma homogênea, ou seja, o acúmulo de partículas é predominante em determinadas regiões. Em geral, há formação de canais preferenciais e o espaço interno do filtro não é totalmente utilizado na captura de partículas. Demonstrou-se também que, em alguns casos, o comportamento do filtro não é coerente com a especificação do fabricante. Foi possível, por fim, a utilização dos dados experimentais, obtidos via tomografia, para a validação do modelo teórico desenvolvido Ver menos

Abstract: The development of methods for analysis of filters and filtration process, using X-ray computerized tomography, digital image processing and numerical simulation, was the objective of this work. Tests conventionally used by filter manufacturers are made through the measurement ofparameters, such as flow and pressure, at upstream and downstream ofthe filter. These tests are not efficient in the characterization of defects and do not reveal how the saturation process occurs within the filter. In this work, X-ray computerized tomography was used for two basic purposes: to evaluate contaminant distribution and to detect defects within the interior of the filter elements. The filtration models found in the literature do not consider the effect of contaminant concentration on the filter efficiency during the filtration processo In this work, filtration equations and phenomenological equations (Darcy's law and continuity equation) were coupled and a model that takes into account the contaminant accumulation on the filter performance was developed. The results demonstrated that the saturation process within the analyzed filters is not homogeneous, that is, the accumulation of partic1es is predominant in some regions. Generally, there are preferential channels and the interior of the filter elements is not totally utilized. In some cases, it was also demonstrated that the filter behavior does not agree with the manufacturer specifications. Finally, it was possible to use the experimental data obtained with X-ray computerized tomography, in order to validate the theoretical developed model Ver menos