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Modelling hydrodynamic interactions between deformable droplets /Manica, Rogério. January 2007 (has links)
Thesis (Ph.D.)--University of Melbourne, Dept. of Mathematics and Statistics, 2007. / Typescript. Includes bibliographical references (leaves 143-151).
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The impact of TeV nucleus-nucleus simulations on JACEE results /Zager, Eric Louis, January 2002 (has links)
Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2002. / Vita. Includes bibliographical references (p. 71-76).
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CO₂-water interface : interfacial tension, emulsions, microemulsions, and computer simulations /Da Rocha, Sandro Roberto Possatti, January 2000 (has links)
Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2000. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 248-269). Available also in a digital version from Dissertation Abstracts.
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Spatio-temporal self-organization in micro-patterned reactor arraysGinn, Brent Taylor. Steinbock, Oliver. January 2005 (has links)
Thesis (Ph. D.)--Florida State University, 2005. / Advisor: Oliver Steinbock, Florida State University, College of Arts and Sciences, Dept. of Chemistry and Biochemistry. Title and description from dissertation home page (viewed Jan. 24, 2006). Document formatted into pages; contains xii, 123 pages. Includes bibliographical references.
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Computational study of fluid particles dynamics of drops, rheology of emulsions and mechanics of biological cells /Li, Xiaoyi. January 2007 (has links)
Thesis (Ph.D.)--University of Delaware, 2007. / Principal faculty advisor: Kausik Sarkar, Dept. of Mechanical Engineering. Includes bibliographical references.
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Functionalized Amorphous AluminosilicatesJanuary 2012 (has links)
abstract: Alkali treated aluminosilicate (geopolymer) was functionalized by surfactant to increase the hydrophobicity for making Pickering emulsion for the first part of this work. In the first part of this study, alkali treated metakaolin was functionalized with cetyltrimethylammonium bromide ((C16H33)N(CH3)3Br, CTAB). The electrostatic interaction between this quaternary ammonium and the surface of the aluminosilicate which has negative charge has taken place. The particles then were used to prepare Pickering emulsion. The resulting stable dispersions, obtained very fast at very simple conditions with low ratio of aluminosilicate to liquid phase. In the second part, the interaction between geopolymer and glycerol was studied to see the covalent grafting of the geopolymer for making geopolymer composite. The composite material would be the basis material to be used as support catalyst, thin coating reagent and flame retardant material and so on, Variety of techniques, Thermogravimetric (TGA), Particle-induced X-ray emission (PIXE), FTIR, Solid state NMR, Powder X-ray diffraction (PXRD), BET surface area, Elemental analysis (CHN), TEM, SEM and Optical microscopy were used to characterize the functionalized geopolymer. / Dissertation/Thesis / M.S. Chemistry 2012
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[en] EMULSION FORMATION IN A T-JUNCTION MICROFLUIDIC CHANNEL / [pt] FORMAÇÃO DE EMULSÕES EM UMA JUNÇÃO DE MICRO CANAIS EM TDEIBI ERIC GARCÍA CAMPOS 12 December 2011 (has links)
[pt] Na produção de petróleo, durante a recuperação secundária, a injeção de água no reservatório de petróleo com o objetivo de deslocar o óleo até o poço produtor pode levar a um regime de escoamento bifásico onde ocorre a formação de emulsões. As emulsões são um problema para a indústria do petróleo porque produzem perda de carga nas linhas de produção e tornam difíceis os processos de separação óleo-água, gerando altos custos. Este fenômeno ainda não é bem entendido e não é exclusivo do que ocorre no meio poroso porque também está presente nas diferentes etapas da produção de petróleo. Este trabalho foi focado na formação de emulsões no meio poroso de um reservatório, considerando especialmente o escoamento bifásico na escala de poros. Assim foi utilizada uma junção de micro canais em T para descrever o que poderia acontecer na união de duas gargantas de poros em um reservatório de petróleo. Neste caso utilizamos a técnica de formação de gotas por fluxo cruzado estudada e desenvolvida, nas últimas décadas, na área de micro-fluídica. Através da injeção de dois líquidos imiscíveis nos canais que formam a junção, foi estabelecido um regime estável de formação de gotas. Para estudar a influência das diferentes variáveis do processo na formação de gotas, foram variadas as vazões dos líquidos injetados e suas propriedades, como viscosidades e tensão interfacial. Os resultados mostram que os diferentes regimes de escoamento e formação de gotas observados não são só uma função do número de capilaridade da fase contínua, como sugere a literatura para junções micro-fluídicas T de seção retangular. Nos experimentos desenvolvidos neste trabalho, nos quais a seção reta dos canais é oval e a fase contínua é a fase aquosa, as características da fase dispersa, como vazão e viscosidade, tiveram uma grande influência no processo de formação de gotas. / [en] In oil production, during secondary recovery, water injection into the reservoir to displace oil towards the production well generates different phenomena, among which is emulsion formation. Emulsions are a problem for the oil industry, because they change the pressure drop in production lines and hardens the process of separating oil-water, generating high operating costs. Emulsion formation in oil production is not yet well understood and it does not only occur in porous media, emulsion formation also occurs during different stages of oil production. This work was focused on the emulsion formation in porous media specifically considering the pore scale two phase flow. A T-junction microfluidic device was used as a model of the union of two pore throats in a porous media. We studied droplet formation in cross-flowing streams, a technique studied and developed in the past decade in the area of microfluidics technologies. Through the injection of two immiscible liquids in the channels of the device, we established a stable droplet formation regime. To study the influence of different variables that govern drop formation, we varied the flow rates of both immiscible phases and their properties, such as viscosity and interfacial tension. The results show that the different regimes observed are not only a function of capillary number, defined based on the continuous phase, as suggested in the literature for microfluidic T junctions with rectangular cross section. In our experiments the cross section of the channel had an elliptic shape and the continuous phase was aqueous, and the characteristics of the dispersed phase had a great influence in the process of drop formation.
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[en] OIL WATER EMULSIONS FLOW THROUGH MICRO-CAPILLARIES / [pt] ESCOAMENTO DE EMULSÕES ÓLEO EM ÁGUA ATRAVÉS DE MICRO-CAPILARESMIGUEL EDUARDO DEL AGUILA MONTALVO 26 November 2008 (has links)
[pt] Evidências experimentais demonstram o potencial da injeção
de emulsões no
aumento do fator de recuperação de óleo. O mecanismo
responsável por esta
melhor varredura do reservatório é a redução da mobilidade
da água em regiões
do reservatório já varridas por água. Esta redução pode ser
associada ao bloqueio
parcial de gargantas do meio poroso por gotas da fase
dispersa da emulsão. A
eficiência deste bloqueio parcial depende fortemente da
geometria do poro, das
características morfológicas e propriedades físicas da
emulsão injetada. A
utilização eficiente deste método de recuperação é limitada
pela falta de
entendimento fundamental de como emulsões escoam através de
um meio poroso.
Este trabalho tem como objetivo estudar o escoamento de
emulsões através de
gargantas de poros, que são modeladas fisicamente por micro-
capilares com
garganta nos experimentos desenvolvidos nesta pesquisa. Os
resultados mostram
como a permeabilidade varia com as propriedades e
características morfológicas
da emulsão e parâmetros geométricos do micro-capilar. Estes
dados definem as
propriedades necessárias de emulsões em função das
características do
reservatório para a obtenção do efeito de bloqueio parcial
desejado e servem de
entrada de dados para modelo de rede de capilares de
escoamento de emulsões em
meios porosos. / [en] Experimental evidences show the potential of emulsion
injection in the
improvement of oil recovery factor. The responsible
mechanism for this better
reservoir sweep is the water mobility reduction in regions
already swept by water.
This reduction can be associated with partial blockage of
porous media throats by
droplets of emulsion dispersed phase. The efficiency of
this partial blockade
strongly depends on pore geometry, morphological
characteristics and physical
properties of the injected emulsion. The efficient use of
this recovery method is
limited by the lack of fundamental understanding of how
emulsions flow through
a porous medium. This work aims to study the flow of
emulsions through pores
throats, which are physically modeled by constricted micro-
capillaries in the
experiments presented here. The results show how
permeability varies with
geometrical parameters of micro-capillaries, emulsion
properties and
morphological characteristics. These data define the
necessary properties of
emulsions according to the reservoir characteristics to
obtain the desired blocking
effect and serve as input data to capillaries network model
of flow of emulsions in
porous media.
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[en] EMULSION FORMATION IN THE TWO-PHASE OIL-WATER FLOW THROUGH SMALL PASSAGES / [pt] FORMAÇÃO DE EMULSÃO NO ESCOAMENTO BIFÁSICO DE ÓLEO E ÁGUA ATRAVÉS DE ORIFÍCIOSEDUARDO MARTIN CABELLOS VILLALOBOS 26 November 2010 (has links)
[pt] A produção de óleo diminui e a produção de água aumenta com o passar do
tempo na vida de um reservatório. A mistura de óleo e água é geralmente
produzida na forma de uma emulsão. A formação da emulsão começa no
escoamento bifásico no interior do reservatório e sua estrutura muda na medida
em que os líquidos escoam através de tubulações, bombas e válvulas até as
instalações de superfície. Durante a produção, as gotas maiores da fase dispersa
quebram-se mudando a distribuição do tamanho das gotas. É importante conhecer
a distribuição de tamanho de gota da fase dispersa da emulsão a fim de projetar as
unidades de separação e prever as quedas de pressão ao longo do escoamento. O
objetivo do presente trabalho é o estudo do processo de quebra de gotas em
capilares retos e válvulas agulha a fim de prever o tamanho das gotas resultantes
em função das condições de escoamento. O principal desafio é entender como os
diferentes parâmetros operacionais de escoamento afetam o processo de quebra.
Duas bancadas experimentais foram utilizadas para o estudo do processo. Na
primeira, foi realizada uma análise paramétrica de formação de emulsões em um
escoamento laminar através de capilares retos. Os experimentos foram realizados
utilizando duas seringas conectadas através de um capilar. A emulsão óleo-emágua
foi forçada a uma passagem de ida e vinda através do capilar. O diâmetro
médio de gota e a superfície específica da fase dispersa foram obtidos em função
da vazão de injeção, taxa de cisalhamento, tempo de residência e trabalho
dissipado na parede do capilar. Como esperado, o diâmetro médio da fase dispersa
diminui com o aumento do tempo de cisalhamento atingindo um valor assintótico
e possui uma grande dependência com a taxa de cisalhamento na parede do
capilar. Na segunda bancada, foi realizada uma análise paramétrica de um
escoamento turbulento de emulsão óleo-em-água através de uma válvula agulha.
Os experimentos foram realizados utilizando uma bomba helicoidal para controlar
a vazão através da válvula. O diâmetro médio de gota e a superfície específica da
fase dispersa a montante e a jusante da válvula foram obtidos em função da queda
de pressão, vazão e taxa de dissipação de energia na válvula. O diâmetro médio da
fase dispersa diminui e a superfície específica aumenta com o aumento da queda
de pressão na válvula agulha até atingir um valor assintótico. / [en] Oil production decreases and water production increases as time goes by in
the life of a hydrocarbon reservoir. The mixture of oil and water is usually
produced as an emulsion. Emulsion formation starts in the two-phase flow inside
the reservoir. The emulsion structure changes as it flows through pipes, pumps
and valves up to the surface facilities. During all stages, large drops of the
dispersed phase break up leading to smaller drops. It is important to know the
droplet size distribution of the dispersed phase in order to design separation units
and predict the pressure drop along the flow. The aim of the this work is to study
the droplets break-up process that takes place in capillaries and in a needle valve
in order to make predictions of the size of the resulting droplets that emerge from
this process. The main challenge is to understand how the different operating flow
parameters affect the break up process. In order to achieve this goal, two
laboratory scale experimental set-ups have been used. In the first experiment, we
conducted a parametric analysis of oil-water emulsion formation in laminar flow
through straight capillaries. The experiments were carried out using two syringe
pumps connected by a double-hubbed capillary pipe. The oil-water emulsion is
forced back and forth through the pipe. The mean diameter and the specific
surface area of the dispersed phase were obtained as a function of flow rate, shear
rate, residence time and rate of energy dissipation at the capillary wall. As
expected, keeping all other variables fixed, the dispersed phase mean diameter
decreases with the shearing time, reaching an asymptotic value, which was a
strong function of the shear rate at the capillary wall. Secondly, we conducted a
parametric analysis of turbulent oil-in-water emulsion flow through a needle
valve. The experiments were carried out using a helicoidal pump to control the
flow rate through the needle valve. The mean diameter and the specific surface
area of the dispersed phase upstream and downstream of the valve were obtained
as a function of the pressure drop in the valve, flow rate, and rate energy
dissipation of the flow. The dispersed phase mean diameter falls and the specific
surface area rises with the pressure drop in the valve until reaching an asymptotic
value.
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[en] FLOW OF EMULSIONS IN POROUS MEDIA: EXPERIMENTS AND CAPILLARY NETWORK MODEL / [pt] ESCOAMENTO DE EMULSÕES EM MEIOS POROSOS: EXPERIMENTOS E MODELO DE REDE DE CAPILARESMAO ILICH ROMERO VELASQUEZ 04 March 2010 (has links)
[pt] Objetivo: Transporte de emulsões num meio poroso é relevante para diversas
aplicações em sub-superfície. Muitos processos de recuperação melhorada
de petróleo envolvem formação de emulsões. A modelagem do
fluxo de emulsões num meio poroso é extremamente desafiante. As descrições disponíveis baseadas na viscosidade efetiva não são validas quando
o tamanho das gotas é da mesma ordem de magnitude que o tamanho dos
corpos de poros num meio poroso. Neste caso, intercepção e captura de
gotas podem bloquear parcialmente a passagem dos poros e um modelo
apropriado deve ser capaz de descrever estas mudanças locais de mobilidade.
O modelo desenvolvido neste trabalho é baseado na relação vazão e
queda de pressão do escoamento de emulsões através de capilares com constri
ção. Um modelo de redes de capilares é construído com objetivo de obter
parâmetros macroscópicos a partir do comportamento microscópico. Os resultados
mostram a variação da permeabilidade com o número de capilaridade
e propriedades da emulsão. Para baixas vazões, ou baixos números de
capilaridade, as gotas maiores bloqueiam parcialmente os poros pequenos,
resultando em uma redução da permeabilidade. Para altas vazões, o gradiente
de pressão em cada capilar é alto o suficiente para forçar as gotas
fluir através da constrição. Consequentemente, a permeabilidade aumenta
com o número de capilaridade. Um programa, escrito na linguagem Fortran,
é desenvolvido neste trabalho para simular o escoamento monofásico e
bifásico de emulsões através de um meio poroso utilizando o modelo de rede
de capilares. Na modelagem monofásica, os resultados apresentam uma boa
concordância com as medidas experimentais feitas em mostras de arenito.
Na modelagem bifásica, a comparação dos resultados entre a injeção da fase
continua da emulsão e a injeção de emulsões (fase continua mais gotas) sobre
uma rede inicialmente saturada com óleo mostra um aumento no fator
de recuperação de óleo e uma frente de deslocamento mais uniforme no caso
de injeçãode emulsão. / [en] Objective: Transport of emulsions in porous media is relevant to several
subsurface applications. Many enhanced oil recovery processes involve emulsion
formation and their flow in some form. Modeling the flow of emulsion
in porous media is extremely challenging. The available descriptions based
on effective viscosity are not valid when the drop size is of the same order of
magnitude as the pore-throat size. In this case, drop straining and capturing
may partially block the pore passage and an accurate model should be able
to describe this local changes on mobility. The model developed in this work
is based on the flow rate-pressure drop relationship of emulsion flow through
constricted capillaries. A capillary network model is constructed in order to
obtain macroscopic parameters from upscaling of the microscopic behavior.
The results show how the permeability changes with Darcy velocity and
emulsion properties. At low flow rates, the large drops partially block the
smallest pores, leading to a low permeability. At high flow rates, the pressure
gradient in each capillary is strong enough to force the drops to flow
through the constrictions. Consequently, the permeability rises with capillary
number. A program, written in Fortram language, based on network
model is developed in this work to simulate the single phase and two phase
flow of emulsion through a porous medium. In the single phase model, the
results show good agreement with experimental measurements on samples
of sandstone. In the two phase model, the comparison of results between the
injection of the continuous phase of emulsion and the injection of emulsions
(with drops) on a network initially saturated with oil shows an increase in
the oil recovery factor and a more uniform displacement front in the case
of emulsion injection.
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