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Transferência de calor com mudança de fase em processos de borbulhamento

SOUZA, Célio Augusto Gomes de 25 April 1986 (has links)
Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-03T19:23:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransferenciaCalorMudanca.pdf: 3810888 bytes, checksum: 7b29b7794cb3f7c169cd419c7c2ebd16 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-03T20:58:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransferenciaCalorMudanca.pdf: 3810888 bytes, checksum: 7b29b7794cb3f7c169cd419c7c2ebd16 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-03T20:58:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TransferenciaCalorMudanca.pdf: 3810888 bytes, checksum: 7b29b7794cb3f7c169cd419c7c2ebd16 (MD5) Previous issue date: 1986-04-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No desenvolvimento deste trabalho, é analisado o fenômeno de transferência do calor com mudança de fase em um processo de borbulhamento, obtido quando bolhas de gás aquecido, passam através de uma quantidade de líquido. Um equipamento é utilizado para a obtenção experimental das taxas de evaporação de uma quantidade de líquido, sendo realizados ensaios com temperaturas do gás de alimentação na faixa de 70 a 285°C. É analisado um modelo difusivo transiente, onde as equações resultantes para os cálculos dos coeficientes e fluxos de transferência de calor e massa levam em conta os efeitos na superfície da bolha. As equações do modelo são apresentadas de uma forma explicita permitindo a determinação direta das taxas de transferência de calor e massa na evaporação de um líquido, efetuando-se a comparação desses resultados com os valores experimentais. Os resultados obtidos com a aplicação de um modelo simultâneo e de um modelo com o superaquecimento, mostram que para maiores temperaturas do gás e para maiores tempos de residência, ambos os modelos reproduzem satisfatoriamente as condições de operação, Com a finalidade de se verificar o desempenho do equipamento em relação ao tempo necessário para este alcançar o regime permanente, é feita uma previsão da temperatura de equilíbrio do líquido, levando-se em conta os efeitos simultâneos, como também o efeito de superaquecimento, sendo esses valores confrontados com os resultados experimentais. / Heat transfer fenomena with phase change is analyed in a bubbling process, where heated gas hubbies pass through a liquid. The experimental evaporation rate is measured with an equipment which operates with gas feed temperatures in the range of 70 to 285°C, A diffusive transient model is presented in which the simultaneous transfer effects and surface bubble superheating are taken into account to calculate heat and mass transfer coefficients and flow rates. The modeling equations are presented in the explicit form thus permitting the direct calculations of heat and mass transfer rates during the evaporation of a liquid and the testing the predicted values with experimental results. A comparison between the simultaneous and the superheating models showed that at higher gas temperatures and higher residence times , both modeIs reproduce satisfactorily the operational conditions. in order to verify the equipment performance to obtain the bubbling time needed for the attainment of steady state, the liquid equilibrium temperature was theoretically calculated taking into a account the simultaneous and the superheating effects, being these results compared with the experimental values.
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Aprimoramento da metodologia de Hansen utilizando microscopia óptica com controle de temperatura / Improvement of Hansen methodology using optical microscopy with temperature control

SOUZA, Bruno Dias de 15 December 2017 (has links)
Charles Hansen propôs descrever a solubilidade em três parâmetros: um de dispersão, um polar e outro de ligações de hidrogênio, que podem ser obtidos a partir dos parâmetros de solubilidade de outras substâncias de forma gráfica. Os parâmetros dos solventes, assumidos como coordenadas cartesianas, são analisados em um algoritmo computacional de ajuste de função para obter os parâmetros do soluto e uma esfera de solubilidade que engloba todos os solventes que solubilizam o soluto. Sabe-se que, variações de temperatura do sistema não afetam de forma relevante os valores dos parâmetros de solubilidade, mas também se sabe que um aumento de temperatura pode aumentar a quantidade solubilizada de um soluto e assim, solventes antes considerados maus podem se converter em bons solventes. Com isso, este trabalho visou avaliar os parâmetros de solubilidade de Hansen de dois solutos, ácido esteárico e palmítico, em 20 diferentes solventes puros e 10 misturas de solventes, por meio de sua metodologia, aprimorada com o uso da microscopia óptica com controle de temperatura. Tal modificação visou determinar a temperatura de saturação dos solutos em diferentes solventes e assim encontrar um patamar de temperatura ótimo de trabalho para se obter uma proporção igualitária entre bons e maus solventes que é uma condição que favorece a obtenção de parâmetros e raio de solubilidade mais precisos. Os resultados obtidos pela microscopia (ensaios dinâmicos) apresentaram bastante similaridade com a metodologia tradicional (ensaios estáticos). Ambos ensaios encontraram para o ácido palmítico que a uma temperatura de 22 °C obtém-se quantidades equilibradas de bons e maus solventes. Para o ácido esteárico, esta temperatura foi de 28 °C nos ensaios estáticos e 31 °C nos ensaios dinâmicos. Pode-se perceber que nestas condições as quantidades de bons e maus solventes foram próximas, o que propiciou um ajuste e obtenção de parâmetros de solubilidade mais precisos. Pode-se constatar o aumento do raio de solubilidade e uma diminuição do número de anomalias com o aumento da temperatura. Diante dos resultados obtidos, foi possível afirmar que o aprimoramento sugerido pode substituir os ensaios propostos pela metodologia de Hansen trazendo ganhos de tempo decorrido de análise e em precisão do ajuste. Portanto, sugere-se que a metodologia de Hansen seja executada nas temperaturas de 31 °C para o ácido esteárico e 22 °C para o ácido palmítico. / Charles Hansen proposed to describe the solubility in three parameters: a dispersion, a polar and another of hydrogen bonding parameters, which can be graphically obtained from the solubility parameters of other substances. The solvents parameters, assumed as Cartesian coordinates, are analyzed in a computational function adjustment algorithm and a solubility sphere that encompasses all solvents that solubilize the solute. Variations in temperature of the system do not significantly affect the values of the solubility parameters, but an increase in temperature can increase the solubilized amount of a solute. Consequently, solvents previously considered bad may become good solvents. The aim of this work was to evaluate the Hansen solubility parameters by means of its methodology in 20 different pure solvents and 10 solvent mixtures, improved with the use of optical microscopy with temperature control. The purpose of this modification was to determine the saturation temperature of the solute in different solvents and to find an optimum working temperature level to obtain similar amounts of good and bad solvents, which is a condition that favors the achievement of more precise parameters and solubility radius. The results obtained by the microscopy (dynamic tests) have presented great similarity with the traditional methodology (static tests). Both tests found that at 22 °C, balanced amounts of good and bad solvents are obtained for palmitic acid. For stearic acid, it was found this condition at 28 °C for static tests and 31 °C for dynamic tests. It could also be noticed that it is possible to find a temperature range in which the amounts of good and bad solvents are similar. It also allowed an adjustment and obtaining of parameters of more precise solubility. It was possible to verify the increase in solubility radius and decrease in the number of anomalies with increasing temperature. From the obtained results, it was possible to affirm that the suggested improvement can replace the tests proposed by the Hansen methodology, carrying time gains from analysis and accuracy of the adjustment performed in the computational stage. Therefore, it is suggested that Hansen methodology be performed at 31 °C for stearic acid and 22 °C for palmitic acid.
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Estudo da oxidação preferencial do CO por catalisadores a base de irídio

Silva Júnior, Waldir da 31 March 2014 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6304.pdf: 1044370 bytes, checksum: 10103e69b174c36a937b69eccfed4a96 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Universidade Federal de Sao Carlos / Ir/Al2O3 samples were prepared to evaluate the influence of the particle size of the metal in the preferential oxidation of CO reaction. Initially, samples with different amounts of iridium were prepared in an attempt to get different particle sizes. Samples containing 1, 2, 6 and 10 % Ir/Al2O3 were prepared. The samples were prepared via dry impregnation, from alcoholic solutions of the salt precursor and calcined at a temperature of 400 °C. The -Al2O3 support was calcined at 550 °C. The catalytic tests were carried out using a flow rate of 100 ml/min of a mixture containing 1% O2, 1% CO, 45% H2 and balance in He. The results of XRD of these samples showed no characteristic peaks of iridium and the metal dispersions were very similar, raising the possibility that even with the increased loading of iridium samples showed no significant differences in their structure. After realize catalytic tests using the same density of active sites, it was found that the structure of the samples was very similar and the different results of activity and selectivity were due to the different densities of active sites. In order to obtain samples with different structural properties, was fixed in 4% the iridium concentration on the catalysts and was varied the calcination temperature of the catalysts (400, 550 and 750 °C) and the support (550 and 750 °C) and was studied the influence of calcination temperature of the catalyst as well the support. Results of XRD and hydrogen chemisorption showed large differences in particle size and metal dispersion. The total flow of the catalytic tests was reduced to 50 mL/min, maintaining the concentrations of the gases. DRIFTS spectra confirmed the structural differences due to the increase of calcination temperature of catalysts, showing a large decrease in the interaction between CO/metal. The results of the catalytic tests showed that by increasing the calcination temperature of the catalysts there is a loss of activity but these catalysts were more selective. A strong influence of the calcination temperature of the supports in the activity and selectivity of the catalysts was also observed. The results show that the PROX reaction is very sensitive to catalyst structure. / Foram preparadas amostras de Ir/Al2O3 a fim de avaliar a influência do tamanho de partícula do metal na PROX-CO. Inicialmente foram preparadas amostras com diferentes teores de irídio, na tentativa de se obter diferentes tamanhos de partículas. Foram preparadas amostras com teor de irídio de 1, 2, 6 e 10% Ir/Al2O3. As amostras foram preparadas via impregnação seca, a partir de soluções alcoólicas do sal precursor, e calcinadas em temperatura de 400 °C. O suporte -Al2O3 foi calcinado em 550 °C. Os testes catalíticos foram realizados utilizando um fluxo de 100 mL/min de uma mistura contendo 1% O2, 1% CO, 45% H2 e balanço em He. Os resultados de DRX destas amostras não apresentaram picos característicos de irídio e as dispersões metálicas foram muito semelhantes, levantando a hipótese de que mesmo com o aumento da carga de irídio as amostras não apresentavam diferenças significativas em sua estrutura. Após serem realizados testes catalíticos utilizando a mesma densidade de sítios ativos, foi constatado que a estrutura das amostras era muito semelhante e os diferentes resultados de atividade e seletividade eram devidos as diferentes densidades de sítios ativos. Para que se obtivessem amostras com propriedades estruturais diferentes, foi fixada em 4% a concentração de irídio nos catalisadores e variada a temperatura de calcinação dos catalisadores (400, 550 e 750 °C) e do suporte (550 e 750 °C) e foi estudada a influência da temperatura de calcinação tanto do catalisador quanto do suporte. Resultados de DRX e quimissorção de hidrogênio mostraram grandes diferenças de tamanho de partícula e dispersão metálica. O fluxo total dos testes catalíticos foi reduzido para 50 mL/min, mantendo as concentrações dos gases. Os espectros de DRIFTS comprovaram as diferenças estruturais devidas ao aumento de temperatura de calcinação dos catalisadores, mostrando uma grande queda na interação entre CO/metal. O resultado dos testes catalíticos mostrou que com o aumento da temperatura de calcinação dos catalisadores há uma perda de atividade, porém estes catalisadores se mostraram mais seletivos. Também foi observada uma forte influência da temperatura de calcinação dos suportes na atividade e seletividade dos catalisadores. Os resultados mostram que a reação PROX é muito sensível a estrutura dos catalisadores.
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Análise da secagem de limão tahiti (Citrus latifolia - Tanaka) em fatias e de suas frações: epicarpo, mesocarpo e endocarpo

Silva, Adriana 20 March 2015 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6670.pdf: 2388252 bytes, checksum: a9192f18cbb41ff7d447cb368dc2d722 (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / The tahiti lemon belongs to the family Rutaceae, Citrus of the genus, species Citrus Latifolia, the variety Tanaka. It is a heterogeneous fruit, formed by three distinct fractions, them being the epicarp (outer shell), the mesocarp (white layer), and endocarp (pulp with buds and vesicles containing its juice). Both the whole lemon as its fractions have several culinary applications, and also in the food and pharmaceutical industry. Therefore dehydration of this product for food has as challenges, preserve good visual appearance and the components of interest at the end of the process. The objective of this study is to analyze the drying of each lemon fractions tahiti (epicarp, mesocarp and pulp), alone, and also of the slices at different temperatures and to evaluate color changes and shrinking occurring in the drying. Furthermore, verify the fits for the drying kinetics curves to diffusive models, empirical and semi-empirical and also test the use of ANNs for adjustment and simulation of drying. The drying tests were conducted in a natural convection oven with air at temperatures of 30°C, 40°C, 50°C, 60°C and 70°C. It was found that the epicarp and mesocarp fractions were quickly reached dynamic equilibrium moisture, followed by the endocarp, and the slices showed shorts rates of drying. Under the conditions evaluated for endocarp sliced, and the slices at 70°C there was a reduction drying time of about 90% over the time required at 30°C, and the fractions that make up the shell this reduction was approximately 66%. The fits of the drying curve to the diffusive kinetic model were reasonable. Adjustments data to empirical models in general were good, and among the tested models, models of Page and Overhults presented the best fits the drying kinetics. The ANNs showed a promising tool in the prediction and simulation of drying kinetics, but a larger number of data is needed to improve their performance. The color change occurred increasingly with increasing drying temperature, being higher for the endocarp and the slice. The shrinkage was higher in the early stages of drying, and reducing the surface area of the samples was about 33%. / O limão tahiti pertence à família das Rutáceas, do gênero Citrus, à espécie Citrus Latifolia, da variedade Tanaka. É um fruto heterogêneo, formado por três frações distintas, sendo elas o epicarpo (casca externa), o mesocarpo (camada branca) e o endocarpo (polpa com gomos e vesículas contendo seu suco). Tanto o limão inteiro como suas frações possuem diversas aplicações culinárias e nas indústrias alimentícia e farmacêutica. A desidratação desse produto para fins alimentícios tem como desafios preservar o bom aspecto visual e os componentes de interesse ao final do processo. O objetivo deste trabalho é analisar a secagem das fatias e de cada fração do limão tahiti (epicarpo, mesocarpo e endocarpo), isoladamente, em diferentes temperaturas e avaliar as alterações de cor e encolhimento que ocorrem na secagem. Além disso, avaliar os ajustes das curvas de cinética de secagem ao modelo difusivo, às equações empíricas e semi-empíricas e também com o uso de Redes Neurais Artificiais. Os ensaios de secagem foram conduzidos em estufa com convecção natural do ar, nas temperaturas de 30°C, 40°C, 50°C, 60°C e 70°C. Verificou-se que o epicarpo e mesocarpo foram as frações que secaram mais rapidamente, em seguida o endocarpo e as fatias apresentaram as taxas de secagem mais baixas. Sob as condições avaliadas para o endocarpo e para as fatias, na temperatura de 70°C houve redução de cerca de 90% no tempo de secagem, com relação ao tempo requerido na temperatura 30°C e para as frações que compõe a casca, essa redução foi de aproximadamente 66%. Os ajustes da curva de cinética de secagem ao modelo difusivo foram razoáveis. Os ajustes dos dados às equações empíricas em geral foram bons e as equações de Page e Overhults foram as que apresentaram os melhores ajustes da cinética de secagem. As RNAs mostraram-se uma ferramenta promissora na predição da cinética de secagem, mas um maior número de dados é necessário para melhorar seu desempenho. A variação de cor ocorreu de forma crescente com o aumento da temperatura de secagem, sendo maior para o endocarpo e para a fatia. O encolhimento foi maior nos instantes iniciais de secagem e a redução da área superficial das amostras foi de cerca de 33%.
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Avaliação de parâmetros de desempenho de três modelos de biorreatores pneumáticos de bancada

Thomasi, Sérgio Scherrer 25 February 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2989.pdf: 1358671 bytes, checksum: 12fbd756cc40d3ef3c2c00e46613717e (MD5) Previous issue date: 2010-02-25 / Financiadora de Estudos e Projetos / Due to the large number of functional advantages, pneumatic bioreactors have drawn attention in the biotechnology field, being more promising than stirred and aerated tank bioreactors. Parameters such as global gas hold-up (G), volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) and average shear rate (Ym) must be considered as performance criteria of these types of bioreactors to provide a better understanding of their hydrodynamics. However, there are no works in literature which compare the performance of bioreactors in terms of shear conditions. Therefore, the aim of the present work was to apply a method proposed in recent literature to evaluate the average shear rate (Ym) in three pneumatic bioreactors of 5-dm3 working volume: bubble column, split airlift and concentric-tube airlift. The volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) was chosen as the appropriate characteristic parameter to assess the average shear rate (Ym) in this methodology. Correlations for as a function of superficial gas velocity in the riser region (Ugs) and rheological fluid properties (consistency index, K, and flow index, n) were obtained for each model of pneumatic bioreactor studied. Moreover, correlations between G, Ugs and viscosity (μ) (for Newtonian fluids) and apparent viscosity (μap) (for non-Newtonian fluids) were performed. In general, global gas hold-up (G) was higher for non-Newtonian fluids. The Ym values estimated by the proposed methodology lay within the range of values calculated by classical correlations. The proposed correlations were utilized to predict the Ym during three Streptomyces clavuligerus cultivations carried out at the same specific air flow rate (3.5 vvm) in the different types of pneumatic bioreactors. The lowest values of related to the highest values of Ym consistency index (K) were found for the bubble column bioreactor, and the highest values of related to the lowest values of K were found for the concentric-tube airlift bioreactor. Intermediate values were found for the split airlift bioreactor. The results showed that high Ym values affect the structural health of the mycelia by rupture of the hipha. / Biorreatores pneumáticos têm se destacado no campo da biotecnologia devido suas muitas vantagens funcionais, mostrando-se mais promissores do que o modelo convencional tipo tanque agitado e aerado. Parâmetros como retenção gasosa global (G), coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa) e velocidade de cisalhamento média (Уm ) devem ser analisados como critérios de desempenho desses modelos de biorreatores, para o melhor entendimento da hidrodinâmica dos mesmos. Entretanto, não existem estudos na literatura que comparem biorreatores pneumáticos em termos de condições de cisalhamento. Dessa forma, o objetivo principal deste estudo foi aplicar uma metodologia recente para quantificar e comparar a velocidade de cisalhamento média (Уm ) em três biorreatores pneumáticos: coluna de bolhas, airlift tipo split-cylinder e airlift de cilindros concêntricos. O coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa) foi escolhido como parâmetro característico para determinar . Correlações de em função da velocidade superficial do gás na região de subida (Ugs) e das propriedades reológicas do fluido (índice de consistência, K, e índice de comportamento de escoamento, n) foram obtidas para cada modelo de biorreator pneumático estudado. Além disso, foram obtidas correlações entre G, Ugs e viscosidade (μ) para fluidos Newtonianos e viscosidade aparente (μap) para fluidos não-Newtonianos. De forma geral, a retenção gasosa global (G) foi maior em fluidos não-Newtonianos. Os valores Уm de estimados pela metodologia proposta estão dentro de uma faixa média de valores calculados por correlações clássicas. As correlações propostas foram utilizadas para predizer Уm durante cultivos de Streptomyces clavuligerus realizadas sob a mesma vazão específica de ar (3,5 vvm) nos três diferentes tipos de biorreatores pneumáticos. Os menores valores Уm de , relacionados aos maiores valores de índice de consistência (K), foram encontrados para o biorreator coluna de bolhas, e o maiores valores de Уm, relacionados aos menores valores de K, foram encontrados para o biorreator airlift de cilindros concêntricos. Valores intermediários foram encontrados para o biorreator airlift tipo split-cylinder . Os resultados mostraram que altos valores de Уm afetam a saúde estrutural dos micélios, devido à ruptura das hifas vegetativas.
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Estudo de um leito fixo de pequena espessura utilizando CFD

Castro, Ubiranilson João de 07 March 2016 (has links)
Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-10-10T13:41:07Z No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:49:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:49:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:49:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissUJC.pdf: 2226574 bytes, checksum: d622ffd34696353d6a7dda5110671bce (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Studies carried out in fixed bed, a major experimental research equipment, use a simplified approach for assessing, for example, drying kinetics of various materials, known as thin-layer approach. For a given system can be encompassed in such an approach, the gas residence time in the system should be short enough so that it may be considered that the heat and mass balance between phases is quickly reached and moisture variation and temperature gas phase in the thin layer is negligible. However, some studies already show that structural parameters, the porosity, influence the speed profile of the behavior inside the bed, with a peak speed in the area close to the wall. Even with the advances in this field, obtaining measurements within the fixed bed are difficult to cause disturbances in its structure and changes in flow behavior, requiring the evaluation of the influence of the heat and mass transfer. Therefore, the analysis by techniques of Computational Fluid Dynamics (CFD) are shown as excellent usability for longer be applied in other similar complex systems that occur concurrent transfer mechanisms. In this context, the present study evaluated the drying process in a fixed bed of small thickness using the CFD technique (software ANSYS - FLUENT). For this study were tested with varying computational mesh refinement, analyzed results porosity distribution, air velocity, temperature and estimating the local mass transfer coefficient for the interior of a fixed bed dryer. The results show that should be used with caution thin layer approach because the energy available to the entire bed is not distributed uniformly, and the lower material layer receive more energy and get the greatest amount of heat in the gaseous phase in early stages of the dryer operation. The convective mass transfer coefficient indicates that the potential drying of such equipment varies as a function of position and time, mainly influenced by variations in system speed. / Estudos realizados em leitos fixos, um dos principais equipamentos de investigação experimental, utilizam uma abordagem simplificadora que permitem avaliar, por exemplo, a cinética de secagem dos mais diversos materiais, conhecida com abordagem em camada fina. Para que um determinado sistema possa ser englobado em tal abordagem, o tempo de residência do gás no sistema deve ser curto o bastante para que se possa considerar que o equilíbrio térmico e mássico entre as fases seja atingido rapidamente e a variação de umidade e temperatura da fase gasosa na camada delgada seja desprezível. Entretanto, alguns estudos já comprovam que parâmetros estruturais, com a porosidade, influenciam no comportamento do perfil de velocidade no interior do leito, apresentando um pico de velocidade na região próxima à parede. Mesmo com os avanços neste campo, a obtenção de medidas experimentais no interior do leito fixo é difícil, por causar perturbações em sua estrutura e modificações no comportamento do escoamento, necessitando de avaliação da influência sobre a transferência de calor e massa. Portanto, a análise por meio de técnicas de Fluidodinâmica Computacional (CFD) mostram-se como excelente possibilidade de utilização, por já serem aplicadas em outros sistemas de complexidade semelhante em que ocorrem mecanismos de transferência simultâneos. Neste contexto, no presente trabalho foi avaliado o processo de secagem em leito fixo de pequena espessura utilizando a técnica de CFD (software ANSYS – FLUENT). Para este estudo foram testadas malhas computacionais com refinamento variado, analisados resultados de distribuição de porosidade, velocidade do ar, temperatura e estimativa do coeficiente de transferência de massa local para o interior de um secador de leito fixo. Os resultados mostram que deve-se utilizar com cautela a abordagem em camada fina, pois a energia disponível para todo o leito não se distribui uniformemente, sendo que as camadas inferiores do material recebem maior energia e adquirem a maior quantidade de calor da fase gasosa nos instantes iniciais da operação do secador. O coeficiente convectivo de transferência de massa indica que o potencial de secagem em tal equipamento varia em função da posição e do tempo, principalmente, influenciado pelas variações de velocidade do sistema.
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Síntese e desempenho de catalisadores com estrutura do tipo pirocloro para produção de gás de síntese

Ramon, Adriana Paula 31 March 2016 (has links)
Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-17T19:48:45Z No. of bitstreams: 1 DissAPR.pdf: 4828740 bytes, checksum: 6ac3a929eaf1ea3cdc41065c4ccd0cc5 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-23T19:22:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAPR.pdf: 4828740 bytes, checksum: 6ac3a929eaf1ea3cdc41065c4ccd0cc5 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-23T19:22:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAPR.pdf: 4828740 bytes, checksum: 6ac3a929eaf1ea3cdc41065c4ccd0cc5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-23T19:27:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAPR.pdf: 4828740 bytes, checksum: 6ac3a929eaf1ea3cdc41065c4ccd0cc5 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Dry reforming of methane (DRM) is a promising process in syngas generation with low molar H2/CO ratio. Syngas production is of great interest for many processes, such as obtaining liquid fuels by Fischer-Tropsch. The main problem in DRM is the large formation of carbon depositions over the catalyst. Catalyst with pyrochlore structure, A2B2O7, presents uniform distribution of active metals into the lattice, resulting in a dispersed metal with good interaction with surface, reducing metal sintering and deactivation by carbon deposition. In this work, Zr was partially substituted by Ni, Co and Ru on the B site of La2Zr2O7 and Ni was added on the B site of La2Ce2O7 and La2Sn2O7. All the catalysts were prepared by a modified Pechini method. These catalysts were characterized by X-ray diffraction, temperature programmed reduction with H2, fluorescence X-ray, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy coupled to energy dispersive spectroscopic. The catalytic activity was tested in temperatures from 500 to 800°C, at intervals of 50°C. The catalysts containing Ce and Sn in the B site were not active in the dry reforming of methane, neither the catalyst containing Co and Zr in the B site. During stability runs, it was observed that LaZrNi was not stable, presenting rapid deactivation. The containing Ru catalysts were most active that the Ni ones. The results in this study indicate that oxides with pyrochlore structure are promising to catalyze dry (CO2) reforming of methane, they proved to be active even with Ni and Ru content very low at the catalyst surface. / A reforma seca do metano (RSM) é um processo promissor na geração de gás de síntese com baixas razões molares entre H2 e CO. O gás de síntese apresenta grande interesse industrial em diversos processos, como na obtenção de combustíveis líquidos por Fischer-Tropsch. O maior problema da RSM é a grande formação de depósitos de carbono sobre o catalisador. Catalisadores do tipo pirocloro, A2B2O7, apresentam distribuição uniforme dos metais ativos na estrutura cristalina, o que resulta em um metal disperso ligado na estrutura cristalina, reduzindo a sinterização do metal e também a desativação por deposição de carbono. Neste trabalho foram sintetizados catalisadores La2Zr2O7 com substituição parcial de Zr por Ni, Co e Ru, e catalisadores La2Ce2O7 e La2Sn2O7 com substituição parcial de Ce e Sn, respectivamente, por Ni através do método de Pechini modificado. Esses foram caracterizados por difração de raios X, redução a temperatura programada com H2, fluorescência de raios X, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura acoplada a espectroscopia dispersiva de raios X. A atividade catalítica dos materiais foi testada em temperaturas entre 500 a 800°C, em intervalos de 50°C. Os catalisadores contendo Ce e Sn no sítio B não se mostraram ativos na reação de reforma seca do metano, assim como o catalisador contendo Co e Zr no sítio B. Durante o teste de estabilidade observou-se que o catalisador LaZrNi desativou-se rapidamente. O catalisador contendo Ru foi sempre mais ativo que os contendo Ni como metal ativo. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que estruturas óxidas do tipo pirocloro são promissoras para catalisar reações de reforma de metano com CO2, pois mostraram-se ativas mesmo com teores de Ni e Ru na superfície muito baixos.
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Estudo da cristalização de lactose em diferentes solventes

Brito, Ana Beatriz Neves 23 February 2007 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseABNB.pdf: 7764996 bytes, checksum: a705999511c5ba2227d7771770d513b7 (MD5) Previous issue date: 2007-02-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the study of the lactose crystallization process, the nucleation phenomena and crystalline growth have been evaluated, when the systems were submitted to different solvent and operational conditions. The solubility s curves, for each of the solvents, were obtained experimentally and compared with theoretical data, serving as a basis for the crystallization processes. The main objective of the present work is to study the lactose crystallization process in solution through the partial change of the solvent. This change occurs through the addition of a second solvent, a compound that reduces the solute solubility, but that is miscible in the first one. The addition of a second compound to the system creates new lactose crystallization conditions to the purity, form and size of the crystals. With this procedure it was intended to get a reasonable control of the lactose crystallization for the improvement of the final quality of the product, that is, a narrow and defined size distribution of the crystals, with homogeneous crystalline habit and guaranteed purity level. Another objective of this work was to study the crystallization system for batch lactose solutions. Very little research has been done on the crystallization process of this complex organic compound, unlike many inorganic products, for which a high quantity of knowledge has been produced. With the accomplishment of the considered study, information had been gotten that make possible to improve the control of the final properties of the crystalline product, such as crystal sizes distribution (CSD), crystalline habit, crystalline fluid inclusions, among others. / No estudo do processo de cristalização da lactose foram avaliados os fenômenos de nucleação e crescimento cristalino, quando os sistemas foram submetidos a diferentes solventes e a diferentes condições operacionais. As curvas de solubilidades, para cada um dos solventes, foram obtidas experimentalmente e comparadas com dados teóricos, servindo como base para os processos de cristalização. O objetivo central do presente trabalho foi estudar o processo de cristalização de lactose em solução, através da mudança parcial do solvente. Esta mudança foi realizada através da adição de um segundo solvente, miscível no primeiro, com o intuito de reduzir a solubilidade do soluto. A adição de um segundo composto ao meio cria novas condições de cristalização da lactose quanto à pureza, forma e tamanho dos cristais. Com este procedimento visava-se obter um razoável domínio da cristalização da lactose para a melhoria da qualidade do produto final, ou seja, uma distribuição de tamanhos de cristais estreita e definida, com hábito cristalino homogêneo e com nível de pureza garantido. Um outro objetivo deste trabalho foi estudar o sistema de cristalização de soluções de lactose por batelada. A cristalização desse composto orgânico é pouco estudada e complexa, ao contrário de vários produtos inorgânicos, para os quais uma maior quantidade de conhecimento já foi produzida. Com a realização do estudo proposto, foram obtidas informações que possibilitaram melhorar o controle das propriedades finais do produto cristalino, tais como distribuição dos tamanhos dos cristais (DTC), hábito cristalino, inclusões fluidas cristalinas, entre outras.
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Reforma a vapor do metano sobre catalisadores de Pt-Ni/α-Al2O3: efeito das condições de síntese e do teor da Pt nas propriedades de oxi-redução, estruturais e catalíticas

Souza, Vivian Passos de 29 June 2011 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4054.pdf: 5435013 bytes, checksum: d2a1c87224cc185352788d8653ddbac0 (MD5) Previous issue date: 2011-06-29 / In recent years, the demand for hydrogen has increased considerably in Petrobras refineries, due to the installation of fuel hydrotreating units. These units are necessary to meet new quality standards, which are imposed by environmental concerns. Steam reforming is the most common process to produce hydrogen and synthesis gas. The catalyst used in this process has nickel as the active phase, supported in refractory material, such as alpha-alumina. These catalysts are most cost-effective, when compared to others with higher activity. On the other hand, the promotion of them with small amounts of noble metal can provide interesting characteristics, without greatly affecting their final cost. The catalyst at the top of the reformer is easily oxidized, either during unplanned shutdowns, or even during normal operation, if hydrogen is absent. The use of Pt as a promoter has been studied in the literature, and the results show its effect in decreasing the reduction temperature of nickel catalysts. Additionally, the catalysts at the top of the reformer (20-40%) are more prone to coking. The objective of this study is to evaluate how preparation conditions and platinum content affect the Ni/α-Al2O3 catalysts, regarding reduction and oxidation of the catalysts, and also their activity, stability and coke formation. The catalysts were evaluated under conditions which are characteristic of the top region of an industrial reformer. The catalysts were prepared with different contents of platinum, 0.01% and 0.3% wt, at different calcination temperatures after impregnation of nickel and platinum . It was observed that Pt increases the reducibility of catalysts with 10% wt of Pt, calcined at 600 and 800°C, as long as the final catalyst, after Pt impregnation, was calcined at low temperature. At higher temperatures, sintering of Pt takes place, suppressing its effect. An increase of calcination temperature of the NiO/α-Al2O3 catalyst from 600 to 800°C does not cause a considerable decrease of the Pt effect on the reduction. When the NiO/α-Al2O3 catalyst was calcined at 1000°C, the effect of Pt became insignificant. The Pt increases the reducibility of the catalyst even at levels as low as 0.01%wt, although its effect is greater when a higher content is used. This behavior is observed for the reduction, using H2 as well as H2 + H2O (v) or CH4 + H2O (v). The reduction with methane and steam occurs at higher temperature, but faster. In this case, it is assumed that as the Ni° atoms are generated at short distances from each other, diffusion over the support surface is easier, enhancing their nucleation into nickel metal clusters. The presence of Pt also minimizes the formation of species with greater support interaction, even when the final catalyst is subjected to oxidation at high temperatures (900°C). The promotion with 0.3% wt of Pt minimizes coke formation. This behavior is attributed to changes in the surface structure of the catalyst or in the reaction rate of coke formation. Apparently, for the catalyst with 0.01% wt of Pt, this small amount of Pt would be insufficient to cause any structural changes or variation in the rate of coke formation. This behavior was found in tests under conditions that enhance coke formation and also under normal conditions of catalytic evaluation. The catalytic evaluation including a reduction step with H2 and CH4 + H2O (v) and the thermogravimetric analysis for assessment of coke formation,demonstrated that the promotion with platinum leads to a greater activity of the nickel catalyst in the catalytic systems or test conditions where reducing the catalyst and/or the ability to keep it in the reduced state is a determinant factor. / Nas refinarias da Petrobras, a demanda por hidrogênio tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, devido à necessidade de implantação de processos de hidrotratamento de frações de petróleo para atender às novas legislações ambientais. A reforma a vapor é o processo mais usado para produzir hidrogênio e gás de síntese. Os catalisadores usados nesse processo têm níquel como fase ativa e são suportados em material refratário, tal como alfa-alumina. Estes catalisadores possuem melhor relação custo/benefício frente a outros mais ativos. Por outro lado a promoção dos mesmos com pequenas quantidades de metal nobre pode fornecer características interessantes sem afetar consideravelmente o custo final do catalisador. O catalisador do topo do reformador é mais propenso à oxidação, seja em situações de paradas não programadas ou mesmo na condição de operação normal, na ausência de hidrogênio. O uso da Pt como promotor tem sido estudado na literatura e os resultados mostram seu efeito na diminuição da temperatura de redução dos catalisadores a base de níquel. Adicionalmente, os catalisadores da região superior do reformador (entre 20- 40%) são mais suscetíveis ao coqueamento. O objetivo desse trabalho é avaliar como as condições de preparo e o teor de platina afetam os catalisadores de níquel suportados em α-Al2O3, quanto às propriedades de redução, oxidação, atividade, estabilidade e formação de coque. Os catalisadores foram avaliados nas condições de topo de um reformador industrial. Dessa forma, foram preparados catalisadores com diferentes teores de platina, 0,01% e 0,3%p/p e diferentes temperaturas de calcinação após as etapas de impregnação do níquel e da platina. Observou-se que a Pt aumenta a redutibilidade do catalisador com 10%p/p de níquel, calcinado a 600 e 800ºC, desde que o catalisador final, após a impregnação da platina, seja calcinado em baixa temperatura. Em temperaturas maiores, ocorre a sinterização da Pt e a supressão do seu efeito. O aumento da temperatura de calcinação do catalisador NiO/α-Al2O3 de 600 para 800°C não causa uma diminuição considerável do efeito da Pt na redução do Ni. Quando o catalisador NiO/α-Al2O3 é calcinado a 1000°C, o efeito da Pt se torna não significativo. A Pt aumenta a redutibilidade do catalisador mesmo em teores tão baixos como 0,01%p/p, porém seu efeito é maior quando maiores teor são usados na promoção. Esse comportamento é observado para a redução com H2, H2+H2O(v) e CH4+H2O(v). A redução com metano e vapor de água ocorre em maior temperatura, porém mais rapidamente. Propõe-se que isso se deva a proximidade dos átomos de Ni° gerados o que facilitaria a difusão superficial dos mesmos através da superfície do suporte e a sua nucleação em clusters metálicos de níquel. A presença da Pt minimiza a formação de espécies com maior interação com o suporte, mesmo quanto o catalisador final é submetido a oxidação em altas temperaturas(900°C). A promoção com 0,3%p/p de Pt desfavoreceu a formação de coque. Esse comportamento é atribuído a mudanças na estrutura superficial do catalisador ou na velocidade das etapas da reação de formação de coque. Aparentemente, para o catalisador com 0,01%p/p de platina, a pequena quantidade utilizada deste promotor seria insuficiente para ocasionar mudanças estruturais no mesmo ou alterar a taxa de reação. Esse comportamento foi encontrado tanto nos testes em condições que favorecem a formação de coque, quanto nas avaliações catalíticas em condições normais. Conforme demonstrado pela avaliação catalítica com etapa de redução com H2 e CH4 +H2O(v) e pelos testes de formação de coque no analisador termogravimétrico, a promoção com a platina propiciará maior atividade para o catalisador de níquel nos sistemas ou condições de teste em que reduzir o catalisador e/ou mantê-lo no estado reduzido seja um fator determinante.
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Projeto, construção, testes e operação de um extrator de óleos vegetais.

Tavares, Jaciomar Alves 02 March 2006 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1539.pdf: 2372215 bytes, checksum: f41ebdbbb8bebd481fc0db6869e5d14b (MD5) Previous issue date: 2006-03-02 / Universidade Federal de Sao Carlos / Brazil is a rich country in biodiversity holding a great variety of plants, being one of the main constituents - oil that has been searched by the industries, especially, pharmaceutic, food and cosmetic. Among the plants with these characteristics is the well -noted ginger, that has been used in treatments, from stomach to rheumatism problems, in culinary as condiments and also in perfumery. Depending on the importance and application of the essential oil, in literature, some types of extractors are found, being able to be cited the distillers of the types Clevenger, soxhlet and the one that uses supercritical CO2. Analyzing these extractors it was verified that these present advantages and disadvantages that motivated this work, that has as objective to develop, project, construct and operate an equipment that allows the extraction of the essential oils, using the principle of dragging through vapor and that makes it possible the manipulation of the variable pressure and temperature. The developed and constructed equipment is composed by a boiler, a chamber of extraction with three trays and a distiller, operating itself in the following conditions: pressure in boiler 1.2 kgf/cm² the 3,6 kgf/cm²; pressure in the chamber of extraction - 0,4 kgf/cm² the 3,6 kgf/cm²; temperature: 75°C 140°C; average outflow of distilled in 0,831l/h and a average outflow of water in the distiller of 125 l/h, trays - one, two and three and mass of ginger - 200g, 400g, 600g and 1200g. Optimum result gotten in this extractor was using three trays and mass of 400g of ginger, extracting a mass of 0,965g of oil, what it corresponds to a 1,7% text. In the comparison between these results and the gotten ones for the Clevenger, the extracted oil text was 2,77 and 1.70%, respectively, showing that the projected and constructed equipment extracted 63% more than the oil, in the same conditions and with 3 hours to less of operation. / O Brasil é um país rico em biodiversidade, detendo uma grande variedade de plantas, sendo que um dos principais constituintes o óleo, tem sido bastante procurado pelas indústrias, principalmente as farmacêuticas, alimentícias e de cosméticos. Dentre as plantas com estas características destacam-se o gengibre, que tem sido usado em tratamentos, desde problemas estomacais até reumatismo, na culinária como condimento e também em perfumaria. Dependendo da importância e aplicação do óleo essencial, na literatura encontram-se diversos tipos de extratores podendo ser citados os destiladores do tipo Clevenger, o do tipo soxhlet e o que utiliza o CO2 supercrítico. Analisando-se estes extratores, verificou-se que estes apresentam vantagens e desvantagens, o que motivou este trabalho, que tem por objetivo desenvolver, projetar, construir e operar um equipamento, que permita extrair óleos essenciais, usando o princípio do arraste por vapor e, que possibilite a manipulação das variáveis pressão e temperatura. O equipamento desenvolvido e construído é composto por uma caldeira, uma câmara de extração com três bandejas e um destilador, operando-se nas seguintes condições: pressão na caldeira 1,2 kgf/cm² a 3,6 kgf/cm²; pressão na câmara de extração - 0,4 kgf/cm² a 3,6 kgf/cm²; temperatura: 75°C a 140°C; vazão média de destilado em 0,831 l/h, vazão média de água no destilador de 125 l/h, bandejas uma, duas e três e massa de gengibre 200g, 400g, 600g e 1200g. O melhor resultado neste extrator foi obtido utilizando-se três bandejas e massa de 400g de gengibre, extraindo uma massa de 0,965g de óleo, o que corresponde a um teor de 1,7%. Na comparação entre estes resultados e os obtidos pelo Clevenger, o teor de óleo extraído foi 2,77 e 1,70%, respectivamente, mostrando que o equipamento projetado e construído extraiu 63% a mais de óleo, nas mesmas condições e com 3 horas a menos de operação.

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