Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-11-06T12:07:41Z No. of bitstreams: 1 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2012.pdf: 4079251 bytes, checksum: 61afd7c27f07e71708a7cb82095876a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-06T12:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUZA - TESE (PPGEP) 2012.pdf: 4079251 bytes, checksum: 61afd7c27f07e71708a7cb82095876a4 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Nos últimos anos o ciclone vem sendo utilizado como uma tecnologia de secagem moderna. Neste sentido, nesta pesquisa propõe-se estudar numericamente a secagem do bagaço de cana-de-açúcar usando o ciclone como secador. Adotou-se os modelos Euleriano-Lagrangeano no regime permanente e o de turbulência das tensões de Reynolds (LRR) para a fase gás, e um modelo concentrado transiente de transferência de calor e massa para a fase particulada. Considerou-se a partícula com forma irregular e constituída de uma mistura binária formada por bagaço de cana-de-açúcar e água. A solução do modelo proposto foi obtida usando o software comercial Ansys CFX 12. Resultados do teor de umidade, temperatura, variações dimensionais e trajetória das partículas, e distribuição de velocidade, pressão e temperatura da fase gás no interior do ciclone são apresentadas e analisadas. Verificou-se que as componentes de velocidade axial e tangencial no interior do ciclone obtidos numericamente apresentaram boa concordância com dados experimentais disponibilizados na literatura e que as cinéticas de secagem, aquecimento, variações dimensionais e tempo de permanência das partículas (bagaço de cana-de-açúcar) são afetadas pela forma do perfil de velocidade de entrada da fase gasosa, pela velocidade de entrada das partículas e pelo sentido do fluxo de gás e partículas na entrada do duto de alimentação (horário e anti-horário). / In recent years, cyclones have been used as a modern drying technology. In this sense, this research proposes a numerical study to describe drying of sugarcane bagasse, using the cyclone as dryer. To this end, it was adopted the Eulerian-Lagrangian model in steady state. The Reynolds stress model was adopted to describe turbulence of the gas phase, while the lumped model in transient state was adopted to describe heat and mass transfer of the particulate phase (sugarcane bagasse). Particles were considered with irregular shape, composed of a binary mixture (solid part and water). The solution of the proposed model was obtained using the commercial software Ansys CFX 12. Results obtained for moisture content, temperature, dimensional variation, and paths of particles, as well as velocity distribution, pressure, and temperature of the gas phase inside the cyclone are presented and analyzed. It has been found that the obtained components for axial and tangential velocity inside the cyclone are in good agreement with experimental data available in the literature, and that the drying kinetics, heating, dimensional variations, and residence time of particles are affected by the velocity profile of the gas phase, by the velocity of particles, and the direction of flow of gas and particles at the entrance of the feed duct (clockwise and counter-clockwise).

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-05T16:36:00Z No. of bitstreams: 1 MARIA GORETHE DE SOUSA LIMA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 5258111 bytes, checksum: afc624a7c316b024f1b9064cef933c81 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T16:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA GORETHE DE SOUSA LIMA - TESE (PPGEP) 2008.pdf: 5258111 bytes, checksum: afc624a7c316b024f1b9064cef933c81 (MD5) Previous issue date: 2008-05-29 / CNPq / O trabalho de tese em questão teve por objetivo geral realizar um estudo teórico/experimental para avaliar a fluidodinâmica de um reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB), tratando água residuária doméstica, visando contribuir para melhorar o desempenho dos dispositivos de separação de fases. Para o estudo experimental, foi realizado o monitoramento da estabilidade operacional e da eficiência de tratamento do reator por meio de análises físico – químicas de amostras do seu afluente e efluente e das pressões ao longo do reator. Os resultados obtidos experimentalmente constataram que o reator apresentava uma boa estabilidade operacional. A eficiência de remoção de matéria orgânica foi considerada baixa (42 %); enquanto que para os sólidos totais em suspensão a eficiência de remoção variou em torno 70 %. Os valores de pressão apresentaram uma relação linear decrescente à medida que a tomada de pressão se distanciava da zona de digestão. Para o estudo numérico, foram desenvolvidas malhas no espaço bi e tridimensional representativas do reator UASB modificando as disposições e inclinações do defletor de gases. Diferentes simulações foram realizadas usando o Ansys CFX 10.0 para diferentes fluxos. Os resultados numéricos constataram que a disposição e inclinação do defletor de gases além de exercer grande influência sobre a distribuição de velocidades no reator, também afetou consideravelmente o desempenho dos dispositivos de separação de fases (defletor de gases e separador trifásico). Com relação ao fluxo mássico, foi verificado que o mesmo apresentou uma relação diretamente proporcional com a eficiência de retenção de sólidos suspensos, para a faixa estudada no presente trabalho (10-4 a 0,11 kg/s). A análise comparativa dos resultados numéricos e experimentais da pressão e da concentração de lodo na saída do reator com inclinação do defletor voltada para cima apresentaram diferenças da ordem de 2 kPa e de 10 mg/L, respectivamente, sendo consideradas satisfatórias. / The thesis work in question had for general objective to accomplish a theoretical/experimental study to evaluate the fluid dynamic of an anaerobic reactor of ascending flow and sludge blanket (Upflow Anaerobic Sludge Blanket – UASB), treating domestic wastewater, seeking to contribute to improve the performance of the phases separation devices. For the experimental study, it was accomplished the monitorially of the operational stability and the efficiency of the reactor treatment through physical-chemical analyses from samples of its affluent and effluent, as well as, the pressure along the reactor. The results obtained experimentally proved that the reactor presented a good operational stability. The efficiency of removal organic matter was considered low (42%); while for the total solid in suspension the removal efficiency varied around 70%. The pressure values presented a decreasing linear relationship as the taken of pressure distanced itself of the digestion zone. For the numeric study, meshes were developed in the space bi and three-dimensional representative of the UASB reactor modifying the dispositions and inclinations of the reflector of gases. Different simulations were accomplished using the Ansys CFX 10.0 for different flows. The numeric results verified that the disposition and inclination of the gases diverter besides exercising great influence on the distribuition of speed in the reactor, they also affected considerably the acting of the devices of phases separation (gases diverter and three-phase separator). In relation to the mass flow, it was verified that the same one presented a relationship directly proportional with the efficiency of suspended solid retention, for the strip studied in the present work (10-4 to 0,11 kg/s). The comparative analysis of the numeric and experimental results of the pression and of the sludge concentration in the exit of the reator with inclination of the diverter returned upward they presented differences of the order of 2 kPa and of 10 mg/L, respectively, being considered satisfactory.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-07-17T10:20:54Z No. of bitstreams: 1 JOÃO PAULO PAES DE ARAÚJO SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4486747 bytes, checksum: 6130f70f7b461e429f7b944096577d56 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-17T10:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOÃO PAULO PAES DE ARAÚJO SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 4486747 bytes, checksum: 6130f70f7b461e429f7b944096577d56 (MD5) Previous issue date: 2016-10-16 / CNPq / Nos últimos anos o ciclone vem sendo utilizado como uma tecnologia de secagem moderna. Neste sentido, nesta pesquisa propõe-se estudar numericamente a secagem do bagaço de cana-de-açúcar usando o ciclone como secador. Adotou-se os modelos Euleriano-Lagrangeano no regime permanente e o de turbulência RNG k-epsilon para a fase gás, e um modelo concentrado transiente de transferência de calor e massa para a fase particulada. Considerou-se a partícula de bagaço de cana-de-açúcar com forma irregular e constituída somente de água. A solução do modelo proposto foi obtida usando o software comercial Ansys CFX 15.0. Resultados do teor de umidade, temperatura, variações dimensionais e trajetória das partículas, e distribuição de velocidade, pressão e temperatura da fase gás no interior do ciclone são apresentadas e analisadas. Verificou-se que o campo de temperatura e pressão, bem como o campo vetorial no interior do ciclone obtidos numericamente apresentaram boa concordância com dados experimentais disponibilizados na literatura e que as cinéticas de secagem, aquecimento, variações dimensionais e tempo de permanência das partículas (bagaço de cana-de-açúcar) são afetadas pelas condições de entrada do gás de secagem. / In recent years, cyclones have been used as a modern drying technology. In this sense, this research proposes a numerical study to describe drying of sugarcane bagasse, using the cyclone as dryer. To this end, it was adopted the RNG-K epsilon model in steady state. The Reynolds stress model was adopted to describe turbulence of the gas phase, while the lumped model in transient state was adopted to describe heat and mass transfer of the particulate phase (sugarcane bagasse). It was considered the particle sugarcane bagasse with irregular shape and consists of water only, in order to simplify the model. The solution of the model was obtained using commercial software Ansys CFX 15.0. Moisture content results, temperature, dimensional variations and trajectory of the particles, and distribution of velocity, pressure and temperature of the gas phase inside the cyclone are presented and analyzed. It was found that the temperature and pressure field and the vector field within the numerically obtained cyclone showed good agreement with experimental data available in the literature and that the kinetics of drying, heating, dimensional variations and particle residence time (sugarcane bagasse) are affected by the inlet condition of the drying gas.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T18:34:30Z No. of bitstreams: 1 DANIEL CESAR DE MACEDO CAVALCANTE – TESE (PPGEP) 2017.pdf: 5981753 bytes, checksum: 7cb1bc84364b7e8874a0a5bd64ac28f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-23T18:34:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIEL CESAR DE MACEDO CAVALCANTE – TESE (PPGEP) 2017.pdf: 5981753 bytes, checksum: 7cb1bc84364b7e8874a0a5bd64ac28f9 (MD5) Previous issue date: 2017-08-24 / Capes / Os hidrociclones convencionais são equipamentos versáteis, devido a elevada capacidade de processamento, baixo custo de manutenção. Vários são os estudos que visam alterar a estrutura típica do hidrociclone convencional de modo alterar seu desempenho e objetivo. Assim surgiu os hidrociclones filtrantes no qual se diferencia do hidrociclone convencional pela substituição da parede cônica ou cilíndrica por uma membrana porosa. Durante o funcionamento desse separador, além das correntes tradicionalmente observadas (alimentação, underflow e overflow), há uma corrente líquida proveniente do processo de filtração, normalmente denominado filtrado. O presente trabalho propõe estudar hidrociclones filtrantes baseados no trabalho de Façanha (2012), a partir do estudo numérico do processo de separação água/partícula sólida realizado com auxílio do “software” comercial ANSYS CFX® Release 15.0. O modelo matemático usado considera escoamento tridimensional, turbulento, estacionário, baseado na abordagem Euleriana-Euleriana e modelo de turbulência SST “Shear Stress Transport”. Foram avaliados estudos da dinâmica do escoamento, Efeito da porosidade, efeito da permeabilidade e efeito da matriz porosa. Os resultados demonstram que a vazão do filtrado é menor em relação as outras saídas, altera o escoamento no interior do hidrociclone filtrante tanto em relação a porosidade, permeabilidade e efeito da posição do meio filtrante. O aumento da porosidade e permeabilidade alterou a distribuição de pressão, razão do líquido e eficiência total no interior do hidrociclo cilíndrico filtrante. / Conventional hydrocyclones are versatile equipment due to high processing capacity and low maintenance costs. Several studies are aimed at changing the typical structure of conventional hydrocyclone in order to alter its performance and purpose. In this way the hydrocyclones filtering in which it differs from the conventional hydrocyclone by the replacement of the conical or cylindrical wall by a porous membrane. During the operation of this separator, in addition to the traditionally observed currents (feed, underflow and overflow), there is a liquid stream coming from the filtration process, usually called filtrate. The present work proposes to study filtering hydrocyclones based on the work of Façanha (2012), based on the numerical study of the water / solid particle separation process performed with the commercial software ANSYS CFX® Release 15.0. The mathematical model used considers three-dimensional, turbulent, stationary flow, based on the Eulerian-Eulerian approach and SST turbulence model "Shear Stress Transport". Studies of flow dynamics, porosity effect, permeability effect and porous matrix effect were evaluated. The results show that the flow rate of the filtrate is lower in relation to the other outlets, it changes the flow inside the filter hydrocyclone in relation to the porosity, permeability and effect of the position of the filter medium. The increase in porosity and permeability altered the pressure distribution, liquid ratio and total efficiency inside the filter cylindrical hydrocyclones.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-26T13:25:59Z No. of bitstreams: 1 VANDERSON ALVES AGRA BRANDÃO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 10258631 bytes, checksum: 2dd704cabb81515d344d2abb11368550 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T13:25:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VANDERSON ALVES AGRA BRANDÃO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 10258631 bytes, checksum: 2dd704cabb81515d344d2abb11368550 (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 / Capes / O caju é uma fruta com elevado valor nutritivo e de grande importância econômica na região Nordeste do Brasil, porém, é altamente perecível. Existem diversos métodos de conservação, sendo o congelamento um dos mais eficientes, que permite a estocagem do alimento por longos períodos de tempo, mantendo suas características originais. O estudo numérico do processo de congelamento é de grande importância para sua otimização. O objetivo desse trabalho foi estudar o processo de resfriamento e congelamento de sólidos com forma complexa. Ênfase é dada ao pedúnculo do caju. Foram realizados experimentos em refrigerador e simulação via software Ansys CFX® para se obter as cinéticas de resfriamento e congelamento do produto. Resultados das cinéticas de resfriamento e congelamento, e distribuição de temperatura no pedúnculo do caju em diferentes condições operacionais: teor de umidade do produto (80%, 82%, 84%, 86%, 88% e 90%), e velocidade do ar de resfriamento (1 m/s, 5 m/s e 10 m/s), são apresentados e analisados. O modelo prediz a temperatura inicial de congelamento e o tempo de resfriamento com boa precisão, mas não foi capaz de prever o período de pós-congelamento. Verificou-se que a variação do teor de umidade inicial teve pouca influência no tempo total de resfriamento, que as amostras com maiores teores de umidade apresentaram um resfriamento mais intenso durante o período do resfriamento e menos intenso durante o período de congelamento, que uma variação na velocidade do ar de 1 m/s para 5 m/s reduziu o tempo de resfriamento na ordem de 30%, e que ao se variar a velocidade de 5 m/s para 10 m/s, reduziu o tempo de resfriamento de aproximadamente 9%. / Cashew is a fruit with high nutritional value and great economic importance in the Northeast region of Brazil, however, it is highly perishable. There are several methods of conservation, being the freezing of the most efficient, which allow food storage for long time, maintaining its original characteristics. The numerical study of the freezing process is of great importance for the optimization of the process. The objective of this work was to study the cooling and freezing process with particular reference to cashew apple. Experiments were performed in refrigerator and simulation using Ansys CFX® software for obtain the cooling and freezing kinetics of the product. Result of the cooling and freezing kinetics, and temperature distribution inside the cashew apple under different operating conditions: moisture content of the product (80%, 82%, 84%, 86%, 88% and 90%), and air cooling velocity (1 m/s, 5 m/s and 10 m/s) are presented and analyzed. The model was able to predict initial freezing point temperature and cooling time with good accuracy, but was not able to predict the post-freeze period. It was found that variation in the moisture content had small influence on the cooling time, and that samples with higher moisture content showed a more intense cooling during the cooling period and less intense during the freezing period. A cooling time reduction of approximately 30% was observed when air velocity ranged from 1 m/s to 5 m/s, and from about 9% as this parameter ranged from 5 m/s to 10 m/s.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-26T15:19:43Z No. of bitstreams: 1 BRUNO FERREIRA SILVA -DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 3315035 bytes, checksum: 915092a23718ba159ff32b574a8fb04e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T15:19:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNO FERREIRA SILVA -DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 3315035 bytes, checksum: 915092a23718ba159ff32b574a8fb04e (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Capes / Na indústria de petróleo, o transporte de óleos pesados em oleodutos requer altas potências de bombeamento devido a sua alta viscosidade, sendo este um dos inconvenientes na produção de óleos dessa natureza; surge assim a necessidade de desenvolvimento de novas tecnologias que otimize tais processos. Uma técnica economicamente viável e que pode ser usada, é o core anular flow, onde uma camada de água é responsável pela lubrificação do óleo que escoa no centro do duto. Desse modo, o presente trabalho apresenta um estudo energético e hidrodinâmico envolvendo o transporte de óleos pesados e água em dutos de conexões curvadas, através de simulação numérica via software ANSYS CFX® Release 15.0. Foi utilizado um modelo matemático que considera o modelo de mistura para tratar o escoamento bifásico águaóleo pesado, tridimensional, transiente e isotérmico, assumindo regime laminar para fase óleo e turbulento para a fase água adotando o modelo de turbulência k . Uma análise energética envolvendo as bombas também foi realizada. Resultados de campos de pressão, velocidade e fração volumétrica para as duas fases são apresentados e analisados. Verifica-se que o uso da técnica core-flow proporciona uma redução de 95,4% na queda de pressão por fricção comparado ao escoamento monofásico de óleo pesado, e que o desligamento e repartida das bombas de óleo e água afetam a queda de pressão por fricção. / In the oil industry, the transport of heavy oils in pipelines requires high power pumping due to its high viscosity, which is one of the drawbacks in oils production of this nature, thus emerge a need to develop new technologies that optimize such processes. An economically viable technique that can be used is the core annular flow, where a water layer is responsible for oil lubrication flowing in the center of the duct. In this way, this work presents an energy and hydrodinamic study of the heavy oils transportation in curved connections by numerical simulation via software ANSYS CFX® Release 15.0. It used a mathematical model that considers the mixture model to treat heavy oil-water two-phase flow, three-dimensional, transient and isothermal, assuming laminar flow to oil phase and turbulent flow to water phase, using k-ε turbulence model. An energy analysis involving pumps was performed. Results of pressure, velocity and volumetric fraction fields for the two phases are show and analysed. It was verified that the use of core-flow technique has decreased in 95.4% friction pressure drop as compared to monophase heavy oil flow and that stop-and-go from the oil and water pumps affect pressure drop by friction

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T17:18:12Z No. of bitstreams: 1 ENIVALDO SANTOS BARBOSA – TESE (PPGEP) 2011.pdf: 14587469 bytes, checksum: 427f6de191a79c41d2bb8c8b12fba569 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-26T17:18:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ENIVALDO SANTOS BARBOSA – TESE (PPGEP) 2011.pdf: 14587469 bytes, checksum: 427f6de191a79c41d2bb8c8b12fba569 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / A indústria do petróleo tem se apoiado tradicionalmente na utilização de dispositivos separadores convencionais baseados no efeito da gravidade que, em geral, são volumosos e com tempo de residência elevado. Os hidrociclones vem sendo comumente usados na separação água/óleo pela indústria de petróleo, devido à elevada capacidade de processamento, baixo custo de manutenção e por exigirem pouco espaço para sua instalação. No entanto, tem-se observado a presença de areia e/ou gás durante a produção e transporte do petróleo. Daí surge a necessidade do desenvolvimento de tecnologias avançadas de separação areia/óleo/água/gás. Neste contexto,o presente trabalho, se propõe estudar o processo de separa¸c˜ao areia/água/gás de uma corrente de óleo utilizando um hidrociclone. As pesquisas foram desenvolvidas usando o pacote comercial ANSYS CFX 12. O modelo matemático usado considera escoamento tridimensional, turbulento, estacionário e é baseado na abordagem Euleriana-Euleriana, para os casos monofásico (água) e multifásico (água-óleo, areia- água - óleo, areia - água - óleo - gás). Foram avaliadas as influˆencias dos modelos de turbulência ( – , RNG – padrões e modificados, SST e RSM–SSG), dos aspectos geométricos e parâmetros físicos na previsão do comportamento do escoamento no hidrociclone. Resultados dos perfis de velocidade axial e tangencial, distribuições de velocidade, pressão e fração volumétrica das fases, eficiência de separação e queda de pressão são apresentados e analisados. Constatou-se o caráter tridimensional do escoamento e boa concordância dos resultados numéricos com dados experimentais da distribuição radial das componentes de velocidade tangencial e axial. O hidrociclone avaliado foi capaz de separar adequadamente a água, areia e gás da corrente de oleosa, com eficiência de remoção 33,07%, 92,52% e 3,81%, respectivamente, para uma vazão volumétrica da mistura tetrafásica de 8,5 m3/h, na entrada do hidrociclone. / The oil industry has traditionally been supported by the use of conventional separators devices based on the gravity effect which are generally bulky and provide high residence time. The hydrocyclone have been commonly used in oil-water separation by the oil industry due to high processing capacity, lower maintenance cost and minor physical space to installation. However has been observed the presence of sand and /or gas during oil production and transportation. For this reason, the need for developing of advanced technologies has strongly arisen, intending to separate sand/oil/water/gas. In this context, the present work aims to study the separation process of sand/water/gas from oil stream, using a hydrocyclone. The research were developed using the commercial package ANSYS CFX 12. The used threedimensional mathematical model considers turbulent and steady state flow and it is based on Eulerian-Eulerian approach for single-phase (water) and multiphase (wateroil, sand-water-oil, sand - water - oil - gas) cases. The influence of turbulence models ( – , RNG – standard and modified, SST and RSM–SSG), and geometric aspects of the physical parameters in predicting of flow behavior in the hydrocyclone were evaluated. Results of axial and tangential velocity profiles, tangential velocity, pressure and volumetric fraction distributions, separation efficiency and pressure drop are presented and analyzed. One can find the three-dimensional flow aspect and reasonable approximation of numerical results with experimental data of the radial distribution of tangential and axial velocity components. The evaluated hydrocyclone was able to separate adequately water, sand and gas from the oil flow with remotion efficiency of 33.07%, 92.52% and 3.81%, respectively, to a four-phase mixture and inlet volumetric flow rate of 8.5 m3/h in the hydrocyclone.

The main objective of this thesis is to design blades for the axial pump with two counter-rotating rotors for design point. Then compare results with the standard concept with one runner and guide blades.

This diploma thesis deals with hydraulic design and optimization of the blades of the axial pump. Main objective of the thesis is to design two stage pump with counter-rotating rotors meeting conditions of design point. In addition to the design solution the thesis includes theoretical part which deals with dividing and function description of hydrodynamic pumps.

This diploma thesis deals with the phenomenon appearing in hydrodynamic pumps at the sub-optimal flow rate. This phenomenon is inlet recirculation, which is an undesirable phenomenon in the suction of the pump. This recirculation causes cavitation, pressure pulsations and may cause clogging of the suction line. The main goal of the diploma thesis is CFD simulation for the recirculation mode, identification of the flow phenomena, and designs of possible measures to suppress inlet recirculation.