A descoberta de petróleo na camada do Pré-Sal fez com que a Petrobras envestisse cerca de 240 bilhões de dólares. Uma etapa crítica desta indústria é o transporte de petróleo, que envolve o sistema água-óleo. O objetivo do presente trabalho é estudar uma corrente água-óleo em um tubo reto e em uma curva, com o intuito de gerar perfis de velocidades, pressões e densidades em CFD. Para as simulações desenvolvidas foram considerados: fluxo 3D, escoamento turbulento na fase óleo e escoamento laminar na fase água, isotérmico e incompressível. Foram realizados estudos nos estados estacionário e transiente. Foi desenvolvido o estudo de convergência da malha. As ferramentas do Phoenics utilizadas para representar a interação entre as fases foram o IPSA e o Algebraic Slip. O IPSA resolve as equações de Navier-Stokes para cada fase. No Algebraic Slip, postula-se que existe um meio contínuo em que existem vários componentes da fase dispersos, podendo estes ser gotas, bolhas ou partículas sólidas. A turbulência foi avaliada utilizando os modelos K- padrão e o K-, porém só houve redução considerável dos resíduos para o K- Padrão. As densidades geradas nas simulações em CFD foram comparadas visualmente com os resultados experimentais obtidos em trabalho anterior para fluxo multifásico. As quedas de pressão obtidas em simulação foram comparadas com os dados da literatura, onde foi possível observar a grande redução da perda de carga ao utilizar a técnica de envolver o óleo com um anel de água na tubulação. As simulações realizadas com o modelo Algebraic Slip, e o modelo de turbulência foram consideradas como validadas. / With the discovery of oil in the pre-salt layer, Petrobras was encouraged to invest about 240 billion dollars. A critical point of this industry is the oil transport, which encompasses oil-water system. The objective of the present work is to study the flow of water and oil into a tube and an elbow, in order to generate distributions of velocity, pressure and density by using a CFD tool. To develop simulations the following is assumed: 3D flow, turbulent flow in oil phase and laminar flow in water phase, isotherm and incompressible flow. Steady-state and transient studies have been done. The mesh convergence has been carried out. The IPSA and Algebraic slip were the Phoenics tools that were used to represent the phases interaction. The IPSA solves the Navier-Stokes equations for each phase. In the Algebraic Slip model, one assumes that a continuum mean exists where the other components are dispersed, which can be bubbles or solid particles. The turbulence was evaluated by using K- standard and K- models; however, the considerable reduction of residue to the K- Standard was observed. The densities modeled by CFD were visually compared to the experimental results that were obtained in a previous work for a multiphase flow. The simulations of head loss were compared to literature data, and it can be seen a big difference between the head loss that was obtained by using water and that no using water. The simulations of Algebraic Slip model and the use of turbulence model were considered as validated.

Submitted by Maria Antonia de Sousa (mariaantoniade.sousa@gmail.com) on 2017-12-01T15:36:51Z No. of bitstreams: 1 SHEILA MIRELLE SILVA MACIEL - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2013.pdf: 2172206 bytes, checksum: 77c3911216cdb2047645a9c342012b9c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T15:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SHEILA MIRELLE SILVA MACIEL - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2013.pdf: 2172206 bytes, checksum: 77c3911216cdb2047645a9c342012b9c (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Os óleos, principalmente os originários do setor petrolífero, são produtos que entre o seu processamento e transporte possuem misturas de outros componentes em sua composição, tais como gás, areia e o mais comum, a água. Dessa forma, a indústria petrolífera vem empregando diferentes processos de separação, dentre os quais vem se destacando os processos que utilizam movimentos circulares ou turbilhonares, como por exemplo, o hidrociclone. Os hidrociclones são usados com frequência na separação de água/óleo pela indústria de petróleo, devido à elevada capacidade de processamento, baixo custo de manutenção, exigência de pouco espaço para instalação e pela diferença de densidade entre fases. A presente pesquisa tem o objetivo de avaliar a influência dos parâmetros operacionais sobre a eficiência de separação água/óleo realizada por um hidrociclone. O trabalho partiu do desenvolvimento de uma malha estruturada representativa do domínio de estudo, e usando o modelo de turbulência RNG κ-Emodificado foram efetuadas simulações usando o programa comercial Ansys CFX®. Com os resultados numéricos gerados, foi possível avaliar e analisar sob a ótica da fluidodinâmica computacional. Os resultados obtidos foram confrontados com os dados experimentais reportados na literatura e apresentaram uma boa concordância. Os resultados indicaram que a dinâmica de escoamento era afetada pela concentração de óleo na entrada do hidrociclone. / Oils, mainly originating from the oil sector, are products that, among its processing and transportation have mixtures of other components in the composition, such as gas, sand and the most common, water. Thus, the oil industry has employed different separation processes, among which has been highlighting the processes using circular motions or swirling, for example, the hydrocyclone. The hydrocyclones are often used in the separation of water / oil by the oil industry due to high processing power, low maintenance, requiring little installation space and the density difference between phases. This research has the objective of evaluate the influence of operating parameters on the separation efficiency water/oil performed by hydrocyclone. The work started developing a structured mesh representative of the study domain, and using the turbulence model RNG κ-E modified simulations were performed using the commercial software Ansys CFX®. With the numerical results generated, it was possible to evaluate and analyze from the perspective of computational fluid dynamics. Results obtained were compared with experimental data reported in the literature and presented a good agreement. The results indicated that the dynamic flow was affected by the concentration of oil in the inlet of the hydrocyclone.

A descoberta de petróleo na camada do Pré-Sal fez com que a Petrobras envestisse cerca de 240 bilhões de dólares. Uma etapa crítica desta indústria é o transporte de petróleo, que envolve o sistema água-óleo. O objetivo do presente trabalho é estudar uma corrente água-óleo em um tubo reto e em uma curva, com o intuito de gerar perfis de velocidades, pressões e densidades em CFD. Para as simulações desenvolvidas foram considerados: fluxo 3D, escoamento turbulento na fase óleo e escoamento laminar na fase água, isotérmico e incompressível. Foram realizados estudos nos estados estacionário e transiente. Foi desenvolvido o estudo de convergência da malha. As ferramentas do Phoenics utilizadas para representar a interação entre as fases foram o IPSA e o Algebraic Slip. O IPSA resolve as equações de Navier-Stokes para cada fase. No Algebraic Slip, postula-se que existe um meio contínuo em que existem vários componentes da fase dispersos, podendo estes ser gotas, bolhas ou partículas sólidas. A turbulência foi avaliada utilizando os modelos K- padrão e o K-, porém só houve redução considerável dos resíduos para o K- Padrão. As densidades geradas nas simulações em CFD foram comparadas visualmente com os resultados experimentais obtidos em trabalho anterior para fluxo multifásico. As quedas de pressão obtidas em simulação foram comparadas com os dados da literatura, onde foi possível observar a grande redução da perda de carga ao utilizar a técnica de envolver o óleo com um anel de água na tubulação. As simulações realizadas com o modelo Algebraic Slip, e o modelo de turbulência foram consideradas como validadas. / With the discovery of oil in the pre-salt layer, Petrobras was encouraged to invest about 240 billion dollars. A critical point of this industry is the oil transport, which encompasses oil-water system. The objective of the present work is to study the flow of water and oil into a tube and an elbow, in order to generate distributions of velocity, pressure and density by using a CFD tool. To develop simulations the following is assumed: 3D flow, turbulent flow in oil phase and laminar flow in water phase, isotherm and incompressible flow. Steady-state and transient studies have been done. The mesh convergence has been carried out. The IPSA and Algebraic slip were the Phoenics tools that were used to represent the phases interaction. The IPSA solves the Navier-Stokes equations for each phase. In the Algebraic Slip model, one assumes that a continuum mean exists where the other components are dispersed, which can be bubbles or solid particles. The turbulence was evaluated by using K- standard and K- models; however, the considerable reduction of residue to the K- Standard was observed. The densities modeled by CFD were visually compared to the experimental results that were obtained in a previous work for a multiphase flow. The simulations of head loss were compared to literature data, and it can be seen a big difference between the head loss that was obtained by using water and that no using water. The simulations of Algebraic Slip model and the use of turbulence model were considered as validated.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T17:11:57Z No. of bitstreams: 1 MORGANA DE VASCONCELLOS ARAÚJO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 6485490 bytes, checksum: ac573f517948e0ae4fa9b0adcf3f0f41 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T17:11:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MORGANA DE VASCONCELLOS ARAÚJO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 6485490 bytes, checksum: ac573f517948e0ae4fa9b0adcf3f0f41 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / CNPq / Capes / Diante do número de acidentes com dutos na indústria petrolífera, diversas pesquisas vêm buscando o aperfeiçoamento das tecnologias de detecção de vazamento, fazendo-se necessário o conhecimento do comportamento do(s) fluido(s) no interior da tubulação. O trabalho tem como objetivo geral o estudo termofluidodinâmico do escoamento água-óleo em uma conexão tê na presença de vazamento. Para isto, foi construído um domínio tridimensional e foi simulado o escoamento não isotérmico de água testando-se os modelos de turbulência k-Ɛ padrão, SST e RNG k-Ɛ e utilizando as equações da conservação de massa, momento e energia. Foram simulados os escoamentos bifásicos de água-óleo em uma conexão tê com vazamento, variando-se a fração volumétrica de óleo e as temperaturas das misturas nas seções de entrada. Comparando os perfis de velocidade e temperatura com dados experimentais observou-se que o modelo k-Ɛ padrão representou satisfatoriamente o comportamento do escoamento. Notou-se que quanto menor a fração volumétrica de óleo no escoamento, maior a pressão a montante do vazamento e que a região de encontro entre o duto principal e o duto secundário apresentou os maiores gradientes de pressão. / From the large number of accidents involving pipelines in the oil industry, many researcher have the objective of improving the tecnologies of leak detection, where the knowledge of the behavior (s) fluid (s) inside the pipe is necessary. The work aims to describe the thermofluid dynamics study of oil-water flow in a pipe with tee junction and with the presence of leakage. For this, a three-dimensional domain was built and it was simulated the nonisothermal flow of water by testing models of turbulence k-Ɛ standard, SST e RNG k-Ɛ, using the equations of conservation of mass, momentum and energy. Comparing the profiles of velocity and temperature with experimental data, it were observed that the k-Ɛ standard model well represented the flow pattern behavior satisfactorily. The water-oil two-phase flow in a tee junction with leakage was simulated, varying the volume fraction of oil mixtures and temperatures of the input sections. It was noted that the smaller the volume fraction of oil in the flow, the greater the pressure upstream of the leak and the region where the main duct is linked to the secondary duct showed higher pressure gradients.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-04T19:21:47Z No. of bitstreams: 1 HORTÊNCIA LUMA FERNANDES MAGALHÂES - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 3450368 bytes, checksum: f5d98ccec242bacb7a52e66286aa05ee (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-04T19:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HORTÊNCIA LUMA FERNANDES MAGALHÂES - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 3450368 bytes, checksum: f5d98ccec242bacb7a52e66286aa05ee (MD5) Previous issue date: 2017-04-27 / Capes / A crescente preocupação com o meio ambiente, em especial ao descarte adequado de efluentes industriais, vem despertando a atenção de pesquisadores e engenheiros que visam minimizar essa problemática e atender as exigências dos órgãos de controle ambiental. Os processos de separação utilizando membranas cerâmicas têm se destacado neste cenário como uma importante ferramenta de tratamento de aguas contaminadas, devido ao seu custo-benefício, longa vida útil e baixo consumo de energia. Neste sentido, avaliou-se empregando a fluidodinâmica computacional (CFD), o efeito térmico no processo de separação água/óleo via membrana cerâmica. Adotou-se o modelo de resistências em série em conjunto com as equações de conservação de massa, momento linear e energia, que foram resolvidas usando o ANSYS CFX® 15. Os resultados numéricos mostram que o modelo matemático utilizado é capaz de prever a formação e crescimento da camada limite de concentração ao longo da membrana tubular, como também a permeação do soluto (óleo) na membrana. / The growing concern with the environment, especially the adequate disposal of industrial effluents, has been attracting the attention of researchers and engineers that aim to minimize this problem and meet the requirements of environmental control agencies. The separation processes using ceramic membranes have stood out in this scenario as an important tool of treatment of contaminated water, due to their cost-benefit, long life and low energy consumption. In this sense, it was evaluated using the computational fluid dynamics (CFD), the thermal effect in the water / oil separation process via ceramic membrane. The series resistance model was adopted in conjunction with the conservation equations of mass, linear momentum and energy, which were solved using ANSYS CFX® 15. The numerical results show that the mathematical model used is able to predict the formation and growth of the boundary layer of concentration along the tubular membrane, as well as the permeation of the solute (oil) in the membrane.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-17T20:04:39Z No. of bitstreams: 1 DIVANIRA FERREIRA MAIA - TESE PPGEP 2006..pdf: 9063307 bytes, checksum: 4a8a7f017dc5bdd4ff2e4624de86ba98 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-17T20:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIVANIRA FERREIRA MAIA - TESE PPGEP 2006..pdf: 9063307 bytes, checksum: 4a8a7f017dc5bdd4ff2e4624de86ba98 (MD5) Previous issue date: 2006-04-20 / A presença de óleo na água produzida durante a extração de petróleo, causa sérios problemas tanto ao ser descartada no meio ambiente como ao ser reinjetada nos poços produtores de petróleo. Os métodos convencionais utilizados na separação óleo/água não conseguem limpar toda a água com eficiência e baixo custo. Assim sendo, a busca por novas alternativas para solucionar este problema foi a motivação principal deste trabalho, sendo este parte integrante de uma série de pesquisas, financiadas pela Agência Nacional de Petróleo (ANP), que visa otimizar todas as etapas de produção de petróleo. Assim o objetivo deste trabalho foi produzir membranas cerâmicas visando a sua aplicação na separação óleo/água. Inicialmente foram obtidos dois tipos de membranas tubulares de alumina, denominadas tipo 1 e tipo 2, com diferentes tamanhos de poros de aproximadamente 0,9\im e 15,5nm e com eficiências mínimas de aproximadamente 97,5% e 93,8%, respectivamente. Porém a membrana tipo 2 apresentou um fluxo 40 vezes maior que a membrana tipo 1. Assim, visando melhorar mais ainda o desempenho da membrana tipo 2 depositou-se sobre a mesma uma camada fina de zircônia, de forma que pudesse melhorar sua eficiência sem alterar significativamente seu fluxo. O pó de zircônia foi obtido com sucesso pelo método Pechini. Com este método foi possível a obtenção da zircônia cristalina cujos tamanhos de aglomerados indicaram que este material pode ser usado na obtenção de membranas de ultrafiltração. Para obtenção da camada de zircônia foi preparada uma suspensão com a zircônia obtida e esta foi depositada na parte interna da membrana de alumina tipo 2 usando a técnica de deposição "dip coating". A camada de zircônia formada apresentou uma espessura de 23,9 ^im, um fluxo superior a membrana de alumina tipo 1 e uma eficiência mínima de 97,8%. Para todas as membranas obtidas, a concentração de óleo no permeado foi abaixo de 7 ppm, usando concentração máxima de 1000 ppm na alimentação. A água permeada através das membranas estudadas se enquadraram nas especificações para uso na reinjeção e no descarte. / The presence of oil in water produced during the petrol extraction can cause serious problems during the discharge in the environment as well as in the re-injection in the oil well. The conventional methods used to remove oil from water can not clean with efficiency and low cost. So, the search for new alternatives to solve this problem is the motivation of this work. This study is part of a series of researches supported by Agência Nacional de Petróleo (ANP), with the aim to optimize ali the steps in the oil production. The aim of this work is to make ceramic membrane to be applied in the oil/water separation. Firstly, it was prepared two types of tubular alumina membranes, called type I and type 2, with different pore size of approximately 0.9nm and 15, 48nm, respectively. The minimal efficiency of these membranes was approximately 97.5% and 93.8% for membrane type I and type 2, respectively. However, the membrane type 2 shown a flux 40 times greater than the membrane type 1. To improve the use of the membrane type 2 it was coating the internai surface with a thin layer of zircônia to get better efficiency without to decrease the flux. The zircônia powder was prepared with success by Pechini method and it was obtained a crystalline zircônia with agglomerates that indicate the use to make ultrafiltration membranes. To obtain the zircônia layer it was prepared dispersion and deposited in the internai surface of the membrane type 2 by dip coating technique. The zircônia layer presented a thickness of 23.88}im, a flux grater than the alumina type 1 and a minimal efficiency of 97.8%. Ali studied membrane presented oil content in permeate below 7ppm, using a maximum concentration of lOOOppm in the feed tank. The permeate water through the studied membranes is in agreement with the norms to be discharge in the environment or to be re-injected in the oil well. / PRH 25.

Orientador: Prof. Dr. Hugo B. Suffredini / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2017. / Neste trabalho, foi abordado o desenvolvimento de um biossensor para estimar a concentração de triacilgliceróis derivados da síntese in loco de glicerol, produzido pela hidrólise de azeite de oliva catalisada por lipases, em um sistema do tipo interface líquido-líquido constituído por duas fases líquidas imiscíveis entre si.A técnica proposta neste trabalho consiste em uma inovação na área de eletroanalítica pois permite a detecção direta de compostos eletroativos em matrizes hidrofóbicas sem a necessidade de pré-tratamentos complexos. Eletrodos de Au, preparados a partir de CD-ROM¿s graváveis, apresentaram maiores valores de sensibilidade, na faixa de trabalho de 0,1 a 1,0 mmol L-1. A enzima foi imobilizada quimicamente sob o CDtrodo de ouro por meio de ligações cruzadas com glutaraldeído. Porcentagens de 5 a 75% de óleo de azeite foram adicionadas a 2,0 mL de Nujol® e, a temperatura de 30ºC foi observado o aumento da densidade de corrente. Um patamar se estabilizou após 10minutos de experimento cronoamperométrico no potencial de oxidação do glicerol em 0,3 V vs.SCE, tempo inferior com relação aos resultados obtidos por métodos colorimétricos. Também foi observada boa repetibilidade para um mesmo eletrodo com desvio de 4,44%pelo prazo de 5 dias consecutivos,armazenando o biossensor em solução tampão fosfato pH 7,5 e após prévia limpeza eletroquímica.Desta forma, conclui-se que o biossensor desenvolvido neste trabalho simples de ser fabricado, possuindo funcionamento adequado e boa resposta quanto à sensibilidade e especificidade para a molécula de glicerol, de modo que sua aplicação torna-se viável tanto para espécies em concentrações mínimas quanto em altas concentrações. / In this work, we discussed the development of a biosensor to estimate the concentration of triacylglicerol¿s in oil from the synthesis in loco of glycerol by hydrolysis of olive oil catalyzed by lipases in a liquid-liquid interface system consisting of two immiscible liquid. The use of interfaces in electrochemistry is not necessarily new study but represent an innovation in the field of electroanalytical, since it allows the direct detection of electroactive compounds in hydrophobic matrices without the need for complex pretreatment steps. Gold electrode presented a higher sensitivity value when compared to other electrodes in the concentration range of 0.1 to 1.0 mmol L-1. The enzyme was chemically immobilized in the gold electrode by crosslinking by glutaraldehyde 0.2%. Percentages of 5 to 75% of olive oil were added on 2.0 mL of Nujol ® and a temperature of 30 °C, increase of current densities was observed, with stabilization after 10 minutes of chronoamperometric experiment at an oxidation potential of glycerol in 0.3 V vs. Ag/AgCl, lower time in relation to the results obtained by colorimetric methods. Good repeatability of the experiments was also observed during 5 consecutive days, with a relative error of 4,44%, by storing the biosensor in phosphate buffer pH 7.5 and after previous electrochemical cleaning. Thus, it is possible to concluded that the biosensor developed in this work is easy to manufacture and simple to operate, presenting good sensitivity and specificity for the glycerol molecule. Its application in biological and organic matrices becomes viable as an alternative to the conventional methods of detection of TAG¿s.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T17:51:31Z No. of bitstreams: 1 TELLYS LINS DE ALMEIDA BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 2340446 bytes, checksum: 3a2ea16e16c4359a82b431379410d16c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T17:51:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TELLYS LINS DE ALMEIDA BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 2340446 bytes, checksum: 3a2ea16e16c4359a82b431379410d16c (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / O presente trabalho visa estudar o desempenho e validação de um sistema com automação para processos de separação de águas oleosas com membranas cerâmicas. O trabalho foi dividido em duas partes: testes em escala de bancada e no sistema com automação. Nos ensaios em escala de bancada foram realizados experimentos de caracterização da membrana cerâmica com água deionizada e com efluente sintético, com intuito de estimar o comportamento das membranas para auxiliar no desenvolvimento do sistema com automação. Para avaliar o desempenho dos sistemas de separação água/óleo com membranas cerâmicas os seguintes parâmetros foram analisados: fluxo do permeado (J, em L/h.m2) e taxa de rejeição de óleo. Nos experimentos no sistema com automação foi avaliado o desempenho no processo de separação água/óleo com membranas cerâmicas, o efluente sintético utilizado obedeceu às mesmas condições do sistema de bancada. Os experimentos com efluente sintético foram simulados com concentração de óleo fixada em 20 mg/L. Observou-se que a redução do fluxo de permeado com o tempo de operação é fortemente dependente da pressão e do teor de óleo emulsionado, podendo ser relacionada aos fenômenos de polarização por concentração, inerentes aos PSM. Contudo, a redução do fluxo no permeado foi atenuada no sistema com automação que possui processos de limpeza backpulse e backwash. Quanto à taxa de rejeição da fase dispersa, para todas as condições analisadas, apresentou-se maior que 97%. A utilização do backwash tendo como agente de limpeza uma solução de hidróxido de sódio não foi eficaz na recuperação do fluxo do permeado, porém o comportamento do processo de limpeza foi extremamente satisfatório o que indica com a mudança do agente de limpeza no processo terá uma melhor recuperação do fluxo do permeado. A partir dos experimentos realizados no sistema com automação os resultados obtidos demostram potencial para separação com membranas cerâmica, para o tratamento de águas oleosas. / This work aims to study the performance and validation of system with automation to oily water separation processes with ceramic membranes. It was divided into two phases: laboratory-scale tests and tests with the system with automation. In the laboratory-scale tests, experiments to characterize the ceramic membrane were carried out with deionized water and synthetic effluent, aiming to estimate the behavior of membranes to assist the developing of the system with automation. To evaluate the performance of the water-oil separation systems with ceramic membranes the following parameters were analyzed: permeate flow (J, L/h.m2) and oil rejection rate. In the experiments with the automatic system the performance was evaluated in oil-water separating process with ceramic membrane, the synthetic effluent used followed the same conditions as the benchtop system. The experiments with synthetic effluent were simulated with oil concentration set at 20 mg/L. It was observed that the reduction of the permeate flux with the operation time is strongly dependent of the pressure and emulsified oil content, may be related to concentration polarization, inherent to membrane separation processes. However, the reduction of permeate flow was attenuated in the system with automation where backpulse and blackwash cleaning processes were used. The dispersed phase rejection rate, for all conditions analyzed, was greater than 97%. The backwash cleaning system having sodium hydroxide as cleaning agent was not effective to increase the permeate flow, but the cleaning agent performance was extremely satisfactory which indicates that the change of the cleaning agent in the process will increase the flow in the permeate stream. From the experiments carried out with the system with automation results demonstrate the potential for separation with ceramic membranes, for oily water treatment.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-24T16:20:01Z No. of bitstreams: 1 ACTO DE LIMA CUNHA - TESE PPGEP 2014..pdf: 13133358 bytes, checksum: 662ccf308cc930cbcbc2dd5fe13cc5d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T16:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ACTO DE LIMA CUNHA - TESE PPGEP 2014..pdf: 13133358 bytes, checksum: 662ccf308cc930cbcbc2dd5fe13cc5d6 (MD5) Previous issue date: 2014-08-28 / Um dos principais problemas associados aos processos de separação por membranas é a queda de fluxo de permeado, o que limita a aplicação do processo nos setores alimentícios, farmacêuticos, biotecnológicos, tratamento de águas industriais e abastecimento, devido ao aumento da concentração de componentes na membrana, denominado polarização por concentração. Uma quantificação da polarização por concentração em função das condições do processo e a quantidade de água de alimentação do sistema é necessário para estimar o desempenho do sistema de forma satisfatória. A busca por novas alternativas visando manter o fluxo de permeado constante foi à principal motivação deste trabalho, sendo avaliada a forma geométrica do módulo de separação, a distribuição das membranas no interior do módulo e parâmetros operacionais como a vazão de alimentação, viscosidade dinâmica da mistura e permeabilidade do meio poroso. Neste sentido, o estudo numérico do processo de separação água/óleo via membranas porosas foi realizado com auxílio do software comercial ANSYS CFX® Release 12.0. Um modelo matemático em regime permanente, aplicado a um fluido incompressível, escoando em regime laminar e/ou turbulento no interior de módulos de filtração foi proposto. Os resultados numéricos mostraram que o modelo matemático utilizado foi capaz de prevê a formação e crescimento da camada limite de concentração (polarização por concentração) ao longo do comprimento das membranas cerâmicas tubulares. A formação da polarização por concentração mostrou-se influenciada pelo comportamento hidrodinâmico do escoamento, forma geométrica do módulo de separação e propriedades da mistura e do meio poroso, como a viscosidade e permeabilidade, respectivamente. O modelo verificou em regime de escoamento turbulento um favorecimento da transferência de massa e uma dispersão da camada limite de concentração. / One of the main problems associated with membrane separation process is the permeate flux decline, which limits the application of the process in the food sector, pharmaceuticals, biotechnology, industrial water treatment and supply due to the increase in the concentration of components in the membrane thus calling for a polarization concentration. A quantification of the concentration polarization as a function of the process conditions and the amount of feed water system is required to estimate the performance of the system satisfactorily. The search for new alternatives to maintain of constant permeate flow was the main motivation of this work will be evaluated the geometric shape of the separation module, the distribution of membranes inside the module and operating parameters such as feed flow rate, viscosity dynamic mixing and permeability of the porous medium. In this sense, the numerical study of the process of separating oil/water through porous membranes was performed with the aid of the commercial software ANSYS CFX® Release 12.0. A mathematical model in steady state, applied to an incompressible fluid flowing in laminar and/or turbulent inside filtration modules scheme is proposed. Numerical results show that the mathematical model used was capable of providing for the formation and growth of the boundary layer concentration (concentration polarization) along the length of tubular ceramic membranes. The formation of concentration polarization was influenced by the hydrodynamic behavior of flow, geometry of the separation and mixing and porous properties, such as viscosity and permeability, respectively module. The model found in turbulent flow regime of a favoring mass transfer and dispersion of the boundary layer concentration.