O escoamento líquido-líquido, em especial o escoamento óleo-água, vem atraindo a atenção de pesquisadores devido à alta demanda pelo combustível fóssil no atual cenário petrolífero mundial e nacional. Os desafios tecnológicos colocados pelas descobertas de reservas de óleos pesados e altamente viscosos consideram, em especial, a preocupação por minimizar as perdas energéticas nas linhas. Emulsões inversas ou dispersões óleo-em-água, na qual o óleo se encontra disperso de maneira uniforme em água, caracteriza-se pela baixa viscosidade aparente, tornando-se um tipo de emulsão desejável em algumas etapas do transporte de petróleo. Esses fatos tornam essencial o estudo deste tipo de padrão para o dimensionamento e operação ótima de dutos de produção de petróleo. Contudo, não existe ainda um número abrangente de trabalhos sobre padrão disperso líquido-líquido, ao comparar com escoamento em fases separadas. Trabalhos sobre dispersões têm reportado redução de atrito sem a adição de substâncias químicas em regime turbulento. No entanto, não há ainda um entendimento satisfatório do fenômeno. Na maioria dos trabalhos, sendo quase todos realizados com óleos leves e pouco viscosos, a redução é reportada em dispersões água-em-óleo, com escassos trabalhos reportando o fenômeno em dispersões óleo-em-água. A pesquisa realizada tratou do estudo experimental e teórico de dispersões óleo-em-água em tubulações. O escoamento foi caracterizado a partir da obtenção de dados de holdup, gradiente de pressão por fricção, distribuição das fases e padrão de escoamento. Uma teoria foi proposta para explicar a redução de atrito detectada neste trabalho, baseada na existência de um filme fino de água que escoa em contato com a parede do tubo, a baixos números de Reynolds, evitando o contato direto do núcleo turbulento (mistura bifásica) com a parede do tubo. O referido filme líquido foi detectado e quantificado utilizando-se técnica visual. Além disso, um modelo dinâmico baseado na teoria de lubrificação hidrodinâmica foi desenvolvido como tentativa de explicar a formação do filme líquido parietal no escoamento turbulento de dispersões óleo-água. / Liquid-liquid flow, especially oil-water flow, has attracted the attention of researchers due to the high demand for petroleum in the current global scenario. The discovery of reserves of heavy and highly viscous oils creates new challenges which are mainly concerned with reducing the significant pressure drop in pipes. Inverse emulsion or oil-in-water dispersions in which the oil is dispersed in water is characterized by its low effective viscosity, making it a desirable type of emulsion in some steps of oil production. These facts make the study of dispersed liquid-liquid flow essential for the design and optimal operation of oil pipelines. However, the studies on such flow pattern are scanty in comparison to those on separate flows, as stratified and annular flow patterns. Drag reduction in oil-water turbulent flow without the addition of any chemical substance has been reported in some studies. This phenomenon has received increasing attention in recent years, because there is not a satisfactory understanding of its dynamics yet. Most studies, almost all using light oils, report drag reduction in dispersion of water-in-oil, with few studies reporting the phenomenon in oil-in-water dispersions. This research comprises an experimental and theoretical study on oil-in-water dispersions in pipes. Pressure gradient, holdup, phase distribution and flow patterns data were obtained to characterize the two-phase flow. A theory was proposed to explain the drag reduction detected in this work, based on the existence of a thin water film flowing in contact with the pipe wall at low Reynolds numbers, avoiding contact between the turbulent core (mixture) and the pipe wall. The liquid film was detected and quantified using visual technique. In addition, a dynamic model based on the hydrodynamic lubrication theory was developed as an attempt to explain the formation of the liquid film.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BethATA_DISSERT.pdf: 4261945 bytes, checksum: f9ef7f539e59502be1e168b17a14bf4a (MD5) Previous issue date: 2009-07-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Polyester fibers are the most used fibers in the world and disperse dyes are used for dyeing these fibers. After dyeing, the colorful dyebath is discharged into effluent streams, which needs a special treatment for color removal. Surfactants interaction with dyes has been evaluated in several studies, including the textile area, specifically in the separation of dyes from textile wastewater. In this work a cationic surfactant was used in a microemulsion system for the extraction of anionic dyes (disperses dyes) from textile wastewater. These microemulsion system was composed by dodecylamonium chloride (surfactant), kerosene oil (organic phase), isoamyl alcohol (cosurfactant) and the wastewater (aqueous phase). The wastewater that results after the dyeing process is acid (pH 5). It was observed that changing the pH value to above 12.8 the extraction could be made, resulting in an aqueous phase with low color level. The Scheff? net experimental design was used for the extraction process optimization, and the obtained results were evaluated using the program "Statistica 7.0". The optimal microemulsion system was composed by 59.8wt.% of wastewater, 30.1wt.% of kerosene, 3.37wt.% of surfactant and 6.73wt.% of cosurfactant, providing extraction upper than 96%. A mix of reactive dyebath (50%) and disperse dyebath (50%) was used as aqueous phase and it presented extraction upper than 98%. The water phase after extraction process can be reused in a new dyeing, being obtained satisfactory results, according to the limits established by textile industry for a good dyeing. Tests were accomplished seeking to study the influence of salt addition and temperature. An experimental design was used for this purpose, which showed that the extraction doesn't depend on those factors. In this way, the removal of color from textile wastewater by microemulsion is a viable technique (that does not depend of external factors such as salinity and temperature), being obtained good extraction results even with in wastewater mixtures / Fibras de poli?ster s?o as fibras sint?ticas mais utilizadas no mundo e corantes dispersos s?o empregados para o tingimento destas fibras. Depois do tingimento, o banho colorido ? descarregado no efluente, que precisa de um tratamento especial para remo??o de cor. A intera??o de tensoativos com corantes foi estudada em diversas pesquisas inclusive na ?rea t?xtil, especificamente na separa??o de corantes de efluentes t?xteis. Neste trabalho foi usado um tensoativo cati?nico em um sistema de microemuls?o para extra??o de corantes n?oi?nico (corantes dispersos) de efluente t?xtil. Esse sistema de microemuls?o foi composto por cloreto de dodecil am?nio (tensoativo), querosene (fase org?nica), ?lcool isoam?lico (cotensoativo) e o efluente l?quido (fase aquosa). O efluente que resulta depois do processo de tingimento ? ?cido (pH 5). Foi observado que mudando o valor do pH para acima de 12,8 a extra??o poderia ser feita, resultando em uma fase aquosa com baixo n?vel de cor. Um planejamento experimental do tipo rede de Scheff? foi usado, para a otimiza??o do processo de extra??o, e os resultados obtidos foram avaliados usando o programa "Statistica 7.0". O ponto ?timo do sistema de microemuls?o ? composto por 59,8% em massa de efluente, 30,1% de querosene, 3,37% de tensoativo e 6,73% de cotensoativo, promovendo uma extra??o superior a 96%. Foi analisada a efici?ncia da remo??o da cor em um efluente composto por 50% de banho de corante reativo e 50% de banho de corante disperso, obtendo-se uma extra??o superior a 98%. A fase aquosa obtida ap?s a extra??o do corante pode ser reutilizada em um novo tingimento, obtendo-se resultados satisfat?rios, dentro dos limites estabelecidos para um bom tingimento na ind?stria. Tamb?m foram realizados testes que mostravam a influencia de fatores como a adi??o de sal e a varia??o da temperatura. Para isso foi utilizado um planejamento experimental, o qual mostrou que a extra??o n?o depende desses fatores. Dessa forma, a remo??o da cor de efluentes t?xteis por microemuls?o ? uma t?cnica vi?vel (que independe de fatores externos como salinidade e temperatura), obtendo-se inclusive bons resultados de extra??o em misturas de efluentes

O escoamento líquido-líquido, em especial o escoamento óleo-água, vem atraindo a atenção de pesquisadores devido à alta demanda pelo combustível fóssil no atual cenário petrolífero mundial e nacional. Os desafios tecnológicos colocados pelas descobertas de reservas de óleos pesados e altamente viscosos consideram, em especial, a preocupação por minimizar as perdas energéticas nas linhas. Emulsões inversas ou dispersões óleo-em-água, na qual o óleo se encontra disperso de maneira uniforme em água, caracteriza-se pela baixa viscosidade aparente, tornando-se um tipo de emulsão desejável em algumas etapas do transporte de petróleo. Esses fatos tornam essencial o estudo deste tipo de padrão para o dimensionamento e operação ótima de dutos de produção de petróleo. Contudo, não existe ainda um número abrangente de trabalhos sobre padrão disperso líquido-líquido, ao comparar com escoamento em fases separadas. Trabalhos sobre dispersões têm reportado redução de atrito sem a adição de substâncias químicas em regime turbulento. No entanto, não há ainda um entendimento satisfatório do fenômeno. Na maioria dos trabalhos, sendo quase todos realizados com óleos leves e pouco viscosos, a redução é reportada em dispersões água-em-óleo, com escassos trabalhos reportando o fenômeno em dispersões óleo-em-água. A pesquisa realizada tratou do estudo experimental e teórico de dispersões óleo-em-água em tubulações. O escoamento foi caracterizado a partir da obtenção de dados de holdup, gradiente de pressão por fricção, distribuição das fases e padrão de escoamento. Uma teoria foi proposta para explicar a redução de atrito detectada neste trabalho, baseada na existência de um filme fino de água que escoa em contato com a parede do tubo, a baixos números de Reynolds, evitando o contato direto do núcleo turbulento (mistura bifásica) com a parede do tubo. O referido filme líquido foi detectado e quantificado utilizando-se técnica visual. Além disso, um modelo dinâmico baseado na teoria de lubrificação hidrodinâmica foi desenvolvido como tentativa de explicar a formação do filme líquido parietal no escoamento turbulento de dispersões óleo-água. / Liquid-liquid flow, especially oil-water flow, has attracted the attention of researchers due to the high demand for petroleum in the current global scenario. The discovery of reserves of heavy and highly viscous oils creates new challenges which are mainly concerned with reducing the significant pressure drop in pipes. Inverse emulsion or oil-in-water dispersions in which the oil is dispersed in water is characterized by its low effective viscosity, making it a desirable type of emulsion in some steps of oil production. These facts make the study of dispersed liquid-liquid flow essential for the design and optimal operation of oil pipelines. However, the studies on such flow pattern are scanty in comparison to those on separate flows, as stratified and annular flow patterns. Drag reduction in oil-water turbulent flow without the addition of any chemical substance has been reported in some studies. This phenomenon has received increasing attention in recent years, because there is not a satisfactory understanding of its dynamics yet. Most studies, almost all using light oils, report drag reduction in dispersion of water-in-oil, with few studies reporting the phenomenon in oil-in-water dispersions. This research comprises an experimental and theoretical study on oil-in-water dispersions in pipes. Pressure gradient, holdup, phase distribution and flow patterns data were obtained to characterize the two-phase flow. A theory was proposed to explain the drag reduction detected in this work, based on the existence of a thin water film flowing in contact with the pipe wall at low Reynolds numbers, avoiding contact between the turbulent core (mixture) and the pipe wall. The liquid film was detected and quantified using visual technique. In addition, a dynamic model based on the hydrodynamic lubrication theory was developed as an attempt to explain the formation of the liquid film.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-26T12:14:24Z No. of bitstreams: 1 gabrielazevedofogli.pdf: 13619054 bytes, checksum: d260cb2571f242e43eab89132a03d62c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-26T12:26:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gabrielazevedofogli.pdf: 13619054 bytes, checksum: d260cb2571f242e43eab89132a03d62c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T12:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gabrielazevedofogli.pdf: 13619054 bytes, checksum: d260cb2571f242e43eab89132a03d62c (MD5) Previous issue date: 2014-03-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta dissertação apresenta um estudo de conexão de um grupo gerador-diesel (GMG) trifásico em uma rede secundária de distribuição de energia elétrica. A integração do GMG é feita por uma unidade de processamento de energia (PPU) composta por um retificador trifásico não controlado conectado em série com um conversor fonte de tensão (VSC) modulado com uma estratégia de modulação por largura de pulso. O GMG pode operar de duas maneiras distintas: (i) modo standby (interligado) ou (ii) modo isolado. O conversor de saída da PPU pode ser controlado para injetar potência ativa na rede CA, ou como um filtro ativo de potência (FAP) compensando potência reativa e correntes harmônicas nos terminais das cargas. O VSC de interface é controlado no modo de corrente (CMC), sendo seus controladores projetados a partir de funções de transferência obtidas com o modelo matemático do sistema elétrico nas coordenadas dq0. Esses controladores são projetados com múltiplos integradores para garantir a qualidade da forma de onda da corrente injetada na rede CA. Dependendo do modo de operação é utilizada uma malha adicional para regular a tensão do barramento CC do conversor de interface. Para validar o modelo matemático e o algoritmo de controle são realizadas simulações digitais no programa PSIM. Resultados experimentais, obtidos com um protótipo de laboratório, cujos controladores foram implementados em um processador digital de sinais TMS320F28335 da Texas Instruments, são usados para validar as estratégias de controle propostas. / This dissertation presents a study about the connection of a three-phase Diesel Genset (DG) to a secondary distribution network. The integration of DG is done by a Power Processing Unit (PPU) composed of a three-phase rectifier connected in series with a Pulse Width Modulated Voltage Source Converter (VSC). The DG can operate in two distinct modes: (i) standby (interconnected) or (ii) islanding. The PPU’s output converter can be controlled to inject active power into AC electric grid, or as an Active Power Filter (APF), compensating the reactive power and harmonics currents at the load terminals. The VSC is controlled employing the current mode control (CMC), and its compensators are designed based on the electrical system transfer function in dq0 coordinates. Multiple rotating synchronous reference frame integrators (PI-MRI) are used to ensure the quality of the generated power. Depending on the operating mode, an additional loop is used to regulate the DC bus voltage. In order to validate the mathematical model and the control algorithm, digital simulations using PSIM are performed. Experimental results obtained with the prototype, which controllers were implemented in a TMS320F28335 of Texas Instruments are used to validate the proposed control strategies.

Em um cenário de aumento de competitividade, crescente expectativa por inovações do produto e necessidade de atender diferentes perfis de consumidores, o conceito de gerenciamento de cadeias de suprimentos globais (GSCM) surge como uma estratégia para coordenar mais eficazmente as atividades dispersas geograficamente dos sistemas produtivos. Na adoção do GSCM, as organizações devem lidar com rupturas que impactam no gerenciamento das suas atividades, tais como a interrupção de vias de transporte, pane no fornecimento de energia, desastres naturais e até ataques terroristas. Nesse contexto, o trabalho introduz um procedimento sistematizado para modelagem das cadeias de suprimentos visto como um sistema a eventos discretos e sua análise por simulação das atividades do GSCM baseada em técnicas formais como a rede de Petri (PN) e o Production Flow Schema (PFS). Um exemplo é também apresentado para ilustrar e comprovar as vantagens do método proposto na análise do GSCM. / In a context of increasing competition, rising of expectations for product innovations and need to satisfy different consumer needs, the concept of global supply chain management (GSCM) emerges as a strategy to more efficiently coordinate the geographically dispersed activities of production systems. Adopting GSCM, organizations have to deal with external disruptions that impact management activities, such as transport interruption, power supply failure, natural disasters and terrorist attacks. In this way, a systematized procedure for modeling supply chains as a discrete event system and simulation analysis of GSCM activities based on formal techniques, such as Petri net (PN) and Production Flow Schema (PFS) is introduced. An example is also presented to illustrate and confirm the advantages of the proposed method for GSCM analysis.

Em um cenário de aumento de competitividade, crescente expectativa por inovações do produto e necessidade de atender diferentes perfis de consumidores, o conceito de gerenciamento de cadeias de suprimentos globais (GSCM) surge como uma estratégia para coordenar mais eficazmente as atividades dispersas geograficamente dos sistemas produtivos. Na adoção do GSCM, as organizações devem lidar com rupturas que impactam no gerenciamento das suas atividades, tais como a interrupção de vias de transporte, pane no fornecimento de energia, desastres naturais e até ataques terroristas. Nesse contexto, o trabalho introduz um procedimento sistematizado para modelagem das cadeias de suprimentos visto como um sistema a eventos discretos e sua análise por simulação das atividades do GSCM baseada em técnicas formais como a rede de Petri (PN) e o Production Flow Schema (PFS). Um exemplo é também apresentado para ilustrar e comprovar as vantagens do método proposto na análise do GSCM. / In a context of increasing competition, rising of expectations for product innovations and need to satisfy different consumer needs, the concept of global supply chain management (GSCM) emerges as a strategy to more efficiently coordinate the geographically dispersed activities of production systems. Adopting GSCM, organizations have to deal with external disruptions that impact management activities, such as transport interruption, power supply failure, natural disasters and terrorist attacks. In this way, a systematized procedure for modeling supply chains as a discrete event system and simulation analysis of GSCM activities based on formal techniques, such as Petri net (PN) and Production Flow Schema (PFS) is introduced. An example is also presented to illustrate and confirm the advantages of the proposed method for GSCM analysis.