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NÍVEIS IÔNICOS NO PLASMA E NO CONTEÚDO DO TRATO GASTRINTESTINAL DE TELEÓSTEOS COLETADOS EM DIFERENTES SALINIDADES / ION LEVELS IN THE PLASMA AND GASTROINTESTINAL TRACT CONTENT OF TELEOSTS COLLECTED IN DIFFERENT SALINITIESBecker, Alexssandro Geferson 12 February 2008 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Seawater teleost fish are hyposmotic to their environment and as a consequence must deal with a constant diffusive loss of water and a net gain of salts. In contrast to living in seawater, teleosts fish in a freshwater environment are faced with the opposite dilemma, a
constant osmotic influx of water and depletion of salts. Between these environments there are estuarine regions, which are habitats of several species. The purpose of this study was to investigate Na+, Cl-, K+, Ca2+, and Mg2+ levels in the fluid phase and total amount of the
contents of the segments of the gastrointestinal tract and plasma of freshwater and estuarine teleosts collected in different salinities (0 to 34 ) in the São Gonçalo channel in Pelotas, southern Brazil. Moreover, a possible relationship between the ion levels and salinity was
investigated. After capture of the fishes, blood was collected and specimens were sacrificed for removal gastrointestinal tract segments: stomach, pyloric ceca/anterior intestine, mid- and posterior intestine. The results showed that there was no relationship between ion levels in the plasma, in the fluid phase and in the total amount of the segments of the gastrointestinal tract
with salinity when considering all species together, but species (Micropogonias furnieri and Netuma barba) collected in three or more salinities demonstrated significant relationship of these parameters with salinity. The ion levels in the fluid phase and total amount of the most species showed significantly higher values in the anterior intestine than stomach. Moreover,
ion levels showed a variation throughout the gastrointestinal tract suggesting possible ion
absorption. These results suggest that the change of salinity affected ion levels in the plasma and in the content of the gastrointestinal tract of Micropogonias furnieri and Netuma barba, indicating that this system might be related with osmoregulation of these species. / Peixes teleósteos adaptados à água do mar são hiposmóticos em relação ao meio em que vivem e como conseqüência disso convivem com uma constante perda de água por osmose e ganho de sais por difusão. Ao contrário dos teleósteos que vivem na água salgada, peixes teleósteos adaptados à água doce convivem com o dilema oposto, uma constante
entrada de água por osmose e perda de íons por difusão. Além disso, entre esses ambientes existem as regiões estuarinas, as quais são habitats de várias espécies. A proposta desse
estudo foi investigar os níveis de Na+, Cl-, K+, Ca2+ e Mg2+ na fase fluida e quantidade total do conteúdo dos segmentos do trato gastrintestinal e do plasma de teleósteos estuarinos e de água doce coletados em diferentes salinidades (0-34 ) no Canal São Gonçalo em Pelotas, sul do Brasil. Além disso, uma possível relação entre os níveis iônicos e a salinidade foi
investigada. Após a captura dos peixes, coletou-se sangue e os espécimes foram submetidos a eutanásia para remoção dos segmentos do trato gastrintestinal: estômago, cecos
pilóricos/intestino anterior, intestino médio e posterior. Os resultados mostraram que não houve relação entre os íons no plasma, na fase fluida e na quantidade total dos segmentos do
trato gastrintestinal com a salinidade quando se considerou todas as espécies juntas, porém duas espécies (Micropogonias furnieri e Netuma barba) coletadas em três ou mais salinidades demonstraram relação significativa entre esses parâmetros e a salinidade. Os níveis iônicos na
fase fluida e quantidade total da maioria das espécies mostraram valores significativamente maiores no intestino anterior em relação ao estômago. Além disso, os níveis iônicos
mostraram variação ao longo do trato gastrintestinal sugerindo uma possível absorção de íons. Estes resultados sugerem que a mudança de salinidade afetou os níveis iônicos do plasma e dos conteúdos do trato gastrintestinal de Micropogonias furnieri e Netuma barba, indicando
que este sistema pode estar relacionado com a osmorregulação destas espécies.
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[en] LIQUID DISPLACEMENT OF IMISCIBLE FLUIDS IN TUBES: CAPILLARITY, INERCIA, VISCOSITY RATIO AND RHEOLOGICAL PROPERTY EFFECTS / [pt] DESLOCAMENTO DE FLUIDOS IMISCÍVEIS EM TUBOS: EFEITO DE CAPILARIDADE, INÉRCIA, RAZ ÃO DE VISCOSIDADES E PROPRIEDADES REOL OGICASEDSON JOSE SOARES 10 April 2002 (has links)
[pt] O escoamento de fluidos imiscíveis em tubos ocorre em
diferentes processos industriais, como a extração de óleo
em meios porosos, a cimentação de poços de petróleo e o
revestimento de superfícies internas de tubos. Para uma
boa
compreensão e otimização destes processos, é extremamente
relevante o estudo da influência da capilaridade, da
inércia e da razão de viscosidades no padrão de
escoamento.
Além disso, os materiais envolvidos são frequentemente
polímeros de moléculas flexéveis, portanto, o estudo
dos efeitos dos parâmetros reológicos faz-se igualmente
importante. Os diferentes padrões de escoamento são
caracterizados pela fração de massa depositada na parede
do tubo, pelo perfil da frente da interface e pela
presen¸ca de recirculações. Analisa-se o problema através
de uma abordagem experimental e outra numérica.
A comparação dos resultados obtidos pelas duas abordagens
mostra uma boa concordância para o caso com fluidos
Newtonianos e qualitativamente boa para o caso não
Newtoniano. / [en] There are many important processes in industry that use
liquid displacement of imiscible fluids in tubes. Some
practical applications include enhanced oil recovery, ce-
mentation of drilling wells and coating of internal
surfaces of the tubes. For a good understanding of these
problems, it is extremely important to study the effect of
cap-illarity,inertia and viscosity ratio in these flows.
Furthermore, the materials used are frequently flexible
polymer molecules. Hence, the study of rheological
properties is very important as well. The focus of the
thesis is to analyze the fractional mass deposited on
the tube wall and the configuration of the interface. The
analysis followed two approaches: theoretical and
experimental study. The comparison of the two approaches
shows a good agreement for Newtonian fluids and a
qualitatively good agreement for Non-Newtonian.
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[en] EFFICIENT FLUID SIMULATION IN THE PARAMETRIC SPACE OF THREE-DIMENSIONAL STRUCTURED GRIDS / [pt] SIMULAÇÃO EFICIENTE DE FLUIDOS NO ESPAÇO PARAMÉTRICO DE MALHAS ESTRUTURADAS TRIDIMENSIONAISVITOR BARATA RIBEIRO BLANCO BARROSO 13 January 2017 (has links)
[pt] Fluidos são extremamente comuns em nosso mundo e têm papel central em muitos fenômenos naturais. A compreensão de seu comportamento tem importância fundamental em uma vasta gama de aplicações e diversas áreas de pesquisa, da análise de fluxo sanguíneo até o transporte de petróleo, da exploração do fluxo de um rio até a previsão de maremotos, tempestades e furacões. Na simulação de fluidos, a abordagem conhecida como Euleriana é capaz de gerar resultados bastante corretos e precisos, mas as computações envolvidas podem se tornar excessivamente custosas quando há a necessidade de tratar fronteiras curvas e obstáculos com formas complexas. Este trabalho aborda esse problema e apresenta uma técnica Euleriana rápida e direta para simular o escoamento de fluidos em grades estruturadas parametrizadas tridimensionais. O principal objetivo do método é tratar de forma correta e eficiente as interações de fluidos com fronteiras curvas, incluindo paredes externas e obstáculos internos. Para isso, são utilizadas matrizes Jacobianas por célula para relacionar as derivadas de campos escalares e vetoriais nos espaços do mundo e paramétrico, o que permite a resolução das equações de Navier-Stokes diretamente no segundo, onde a discretização do domínio torna-se simplesmente uma grade uniforme. O trabalho parte de um simulador baseado em grades regulares e descreve como adaptá-lo com a aplicação das matrizes Jacobianas em cada passo, incluindo a resolução de equações de Poisson e dos sistemas lineares esparsos associados, utilizando tanto iterações de Jacobi quanto o método do Gradiente Biconjugado Estabilizado. A técnica é implementada na linguagem de programação CUDA e procura explorar ao máximo a arquitetura massivamente paralela das placas gráficas atuais. / [en] Fluids are extremely common in our world and play a central role in many natural phenomena. Understanding their behavior is of great importance to a broad range of applications and several areas of research, from blood flow analysis to oil transportation, from the exploitation of river flows to the prediction of tidal waves, storms and hurricanes. When simulating fluids, the so-called Eulerian approach can generate quite correct and precise results, but the computations involved can become excessively expensive when curved boundaries and obstacles with complex shapes need to be taken into account. This work addresses this problem and presents a fast and straightforward Eulerian technique to simulate fluid flows in three-dimensional parameterized structured grids. The method s primary design goal is the correct and efficient handling of fluid interactions with curved boundary walls and internal obstacles. This is accomplished by the use of per-cell Jacobian matrices to relate field derivatives in the world and parameter spaces, which allows the Navier-Stokes equations to be solved directly in the latter, where the domain discretization becomes a simple uniform grid. The work builds on a regular-grid-based simulator and describes how to apply Jacobian matrices to each step, including the solution of Poisson equations and the related sparse linear systems using
both Jacobi iterations and a Biconjugate Gradient Stabilized solver. The technique is implemented efficiently in the CUDA programming language and strives to take full advantage of the massively parallel architecture of today s graphics cards.
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Estudo de uma bomba centrífuga submersa (BCS) como medidor de vazão / Study of a centrifugal pump (ESP) utilized as flow rate measurerVaron, Mauricio Pardo, 1984- 22 August 2018 (has links)
Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-22T09:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 / Resumo: O Bombeio Centrífugo Submerso (BCS) é um dos métodos mais importantes de elevação artificial de petróleo, no Brasil e no mundo. A bomba de BCS é acionada por um motor elétrico acoplado diretamente ao eixo da bomba. Comumente, possui também um conjunto de sensores que fazem o monitoramento da operação do motor, além de outras variáveis próprias como, por exemplo, o ganho de pressão gerado pela BCS. Por outro lado, a operação remota do motor na superfície se dá através de um inversor de frequência que fornece, além da rotação, o consumo elétrico da BCS. A medição da vazão de líquido produzida por cada poço é tradicionalmente realizada com instrumentação especializada de alto custo. Dado que o sensor do motor da BCS e o inversor de frequência que a opera já fornecem informações utilizadas para o monitoramento do equipamento e para o gerenciamento do poço, a vazão de líquido local na BCS poderia ser determinada com base em curvas de desempenho previamente levantadas nas condições de operação esperadas. O ganho de pressão gerado pela BCS e a potência elétrica consumida pelo motor que a aciona são as variáveis de desempenho consideradas neste estudo para avaliar a incerteza da vazão de líquido local estimada através da bomba em diversas condições de operação (incluindo escoamento bifásico e viscoso). A avaliação é feita com base na norma API RP 11S2, que estabelece as práticas recomendadas para testes de BCS / Abstract: ESP (Electrical Submersible Pump) is one the most important artificial lift methods for oil in Brazil and worldwide. The centrifugal pump is driven by an electric motor directly coupled to the pump shaft. Commonly, also has a set of sensors that monitor the electric motor operation, and other variables themselves, for example, the pressure gain generated by the ESP. Moreover, the remote operation of the equipment at the surface is performed via a frequency inverter that provides, in addition to the rotation, the power consumption of the ESP. Measurement of liquid flow rate produced by each well is traditionally performed with specialized instrumentation costly. As the motor sensor and the frequency inverter that drives the ESP already provide information used for monitoring equipment and for managing the well, the local liquid flow rate in the ESP could be determined based on correlations with these data. The pressure gain generated by the ESP and electrical power consumed by the motor are the considered variables for this study to correlate with the flow rate of fluid produced and to assess the quality of the results by analyzing uncertainties. To achieve this, a series of performance curves are obtained at different operating conditions (including two-phase flow and viscous) to observe how the uncertainty of the results are affected by correlated variables. The assessment is based on the standard API RP 11S2, which establishes best practices for testing BCS / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo
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Estudo da influência da malha computacional, modelos de turbulência e aspectos numéricos da modelagem CFD em impelidores PBT usando malhas não-estruturadas / Investigation on the influence of computational mesh, turbulence models and numerical aspects of CFD modeling in PBT impellers using non-structured meshesVergel, José Luis Gomez, 1985- 22 August 2018 (has links)
Orientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas Spogis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T07:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso de malhas não estruturadas recentemente tem recebido uma considerável atenção para discretização do domínio computacional em simulações CFD (Vakili & Esfahany, 2009; Cabrales, et al., 2011). A malha não estruturada (comumente tetraédricas) permite uma adequada adaptação em geometrias irregulares e uma geração automática na maioria dos softwares comerciais em CFD. Na literatura constantemente tem sido sugerido que as malhas hexaédricas são preferidas as tetraédricas, porém esta última pode ser usada, desde que alguns cuidados sejam tomados para proporcionar uma boa representação do fenômeno físico do problema. Alguns trabalhos recentemente publicados mostram que as malhas tetraédricas quando utilizadas com cuidado, podem obter resultados satisfatórios (Spogis & Nunhez, 2009). A maioria dos trabalhos desenvolvidos com uso da simulação CFD para processos de mistura utilizam malha hexaédrica, enquanto os resultados obtidos com malhas tetraédricas não possuem a mesma aprovação (Joaquim Junior et al., 2007), parte deste trabalho esta focado em mostrar que elas podem fornecer bons resultados em simulações de processos de mistura. Outro objetivo desse trabalho é mostrar o efeito do refinamento em malhas tetraédricas. Investigou-se a influência dos elementos prismáticos perto da parede sobre parâmetros globais, tais como o número de potência e número de bombeamento. Foi também realizada uma análise inicial da sensibilidade de alguns modelos de turbulência e esquemas de discretização sobre o campo de fluxo produzido. Além disso, simulações com diferentes refinamentos de malha foram feitas usando a abordagem de múltiplos sistemas de referência (MFR); enquanto em outros casos foi proporcionada uma abordagem de malhas deslizantes (SG) no impelidor. Os esquemas de discretização foram limitados aos esquemas Upwind, High resolution e blend fator, uma vez que esquemas diferentes não funcionam adequadamente com elementos tetraédricos. O software comercial de CFD CFX 14.0 foi utilizado para simular os resultados. Um impelidor de pás inclinadas (PBT 45°, com bombeamento para baixo) foi simulado em regime turbulento. Os resultados obtidos pelas simulações CFD para o número de potência e bombeamento, e perfil da componente axial da velocidade são discutidos e comparados com dados experimentais (Machado et al. et al., 2011). A velocidade foi medida usando a técnica PIV (Particle Image Velocimetry). Uma significativa influencia foi observada em alguns parâmetros na determinação de importantes variáveis nos processos de mistura. De forma geral, a predição do perfil da velocidade é influenciada, de alguma forma, pela resolução da malha, pelo modelo de turbulência e pelo esquema de discretização / Abstract: The use of non-structured meshes has received recently considerable attention for discretization of the computational domain in CFD simulations (Vakili & Esfahany, 2009; Cabrales et al., 2011). The non-structured meshes (the most common are tetrahedral) allow adequate adaptation of irregular geometries and easy use of automated algorithms for mesh generation in most commercial CFD software. It has been consistently suggested in the literature that hexahedral meshes are preferred over tetrahedral. However, they can be used, provided that some care is taken to provide a good representation of the physical phenomena of the problem. Recently published works have been proving that if they are used with care, satisfactory results are obtained (Spogis & Nunhez, 2009). Most of works developed with the use of CFD simulation for mixing processes use hexahedral and to date tetrahedral do not have the same acceptance of hexahedral (Joaquim Junior et al., 2007) and part of this work is aimed at showing that they can provide good results when simulating mixing processes. Another objective of this work is to show the effect of mesh refinement in tetrahedral meshes. It is investigated the influence of the prismatic elements near wall on global parameters such as the Power and Flow numbers. An initial analysis of the sensitivity of some turbulence models (Standard k-? model, the shear stress transport (SST) and BSL-Reynolds stress model) and the discretization scheme on the flow field produced were also carried out in this work. In addition, simulations with different mesh resolutions were made using the multiple reference frame (MFR) approach; whereas other cases a sliding mesh modeling was provided for the impeller. The discretization schemes were limited to upwind, high resolution and blend factor, since other schemes do not work well with tetrahedral. The commercial CFD software CFX 14.0 was used to simulate the results. A pitched blade turbine (PBT 45°, down-pumping), was simulated in turbulent flow. The results obtained for the Power and Flow numbers, the axial velocity profile component of the model in CFD are discussed and compared with experimental data (Machado et al. et al., 2011). The velocity was measured using the PIV technique (Particle Image Velocimetry). A significant influence of some parameters is observed on the determination of some important variable mixing. In general, the predictions of the velocity profile are influenced in some way by the resolution of the mesh, turbulence model and the discretization scheme / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química
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Desenvolvimento de um impelidor de alta eficiência através da dinâmica dos fluídos computacional e otimização multi-objetivo / Design of a high efficiently hydrofoil through the use of computational fluid dynamics and multi-objective optimizationSpogis, Nicolas 18 August 2018 (has links)
Orientador: José Roberto Nunhez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T14:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2007 / Resumo: Atualmente o ciclo de desenvolvimento de produtos requer um baixo tempo de projeto e mínimos custos. Ao mesmo tempo, a qualidade final do produto não deve ser afetada; pelo contrário, as companhias precisam melhorar seus produtos para se manterem no mercado competitivo. Em muitas indústrias, o uso de software de otimização de projetos está se tornando a principal ferramenta para alcançar rapidamente estas metas aparentemente contraditórias. O projeto de processos químicos e equipamentos é uma tarefa que exige um apoio experimental significante e um grande número de protótipos e testes. Visando reduzir o tempo de desenvolvimento, os softwares ANSYS CFX e modeFRONTIER foram acoplados a fim de obter um projeto de um impelidor de alta eficiência para aplicações "flow-controlled" e para mistura de produtos de baixa viscosidade. A análise de desempenho do impelidor foi realizada através do modelo de turbulência SST (Shear- Stress Transport) acoplado com um modelo de correção para curvatura das linhas de correntes. O modelo SST combina as vantagens dos modelos k- ? e k-?, garantindo uma excelente relação entre a tensão turbulenta e energia cinética turbulenta, além de fornecer uma predição precisa e robusta de descolamentos/separações da camada limite. Os modelos "Multiple Frames of Reference" e "Frozen Rotor Frame Change" foram usados para investigar a interação entre as partes móveis (impelidor) e as partes estáticas (parede do vaso e chicanas) no tanque de mistura. Um algoritmo estocástico robusto (MOGA II) foi utilizado como método de otimização. A otimização multi-objetivo possui sete variáveis de entrada, duas restrições não lineares, e duas funçõesobjetivo. Através deste estudo foi possível obter um aumento simultâneo da capacidade de bombeamento do impelidor e da homogeneidade de mistura / Abstract: Nowadays product development cycle requires shorter turnaround times and lowers costs. At the same time, quality should not suffer; on the contrary, companies need to improve their products in order to remain competitive. In many industries, the use of design optimization software is fast becoming the major way to achieve these apparently conflicting goals. The project of chemical processes and equipments is a task that demands a significant experimental support and a great number of prototypes and tests. Aiming at reducing the development time, ANSYS CFX tools have been successfully coupled to modeFRONTIER so as to lead to an optimal design of a high efficiency impeller for flow-controlled, low viscosity applications. The analysis of impeller shape performance was carried out with the SST (Shear-Stress Transport) model coupled with the streamline curvature turbulence model. The SST model combines the advantages from the k-? and k-? models, ensuring proper relation between turbulent stress and turbulent kinetic energy and allowing accurate and robust prediction of the impeller blade flow separation. The Multiple Frames of Reference and the Frozen Rotor Frame Change model were used in order to investigate the rotor/stator interaction inside the mixing vessel. A robust stochastic algorithm was used for the automatic multi-objective constrained shape design process. The multi-objective function has seven design variables, two nonlinear constraints, and two objective functions. Simultaneous increase of the impeller pumping capacity and mixing vessel homogeneity were achieved using this method / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química
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Simulação de membranas viscosas / Simulation of viscous membranesItalo Valença Mariotti Tasso 20 August 2013 (has links)
A simulação computacional de membranas biológicas, em particular membranas formadas por bicamadas lipídicas, é uma área de grande interesse na atualidade. Enquanto simulações moleculares são bastante populares, a simulação na escala de uma célula inteira requer modelos baseados na mecânica dos meios contínuos. Essas membranas apresentam um comportamento de fluido viscoso incompressível bidimensional. Além disso, as formas de equilíbrio são bem explicadas pela energia de Canham-Helfrich, que depende da curvatura da membrana. Neste trabalho, um novo método de simulação de membranas viscosas, baseado em elementos finitos, é apresentado. Ele se inspira no conceito de James Clerk Maxwell de elasticidade fugaz, o qual é usado para adaptar técnicas bem estabelecidas de simulação de membranas elásticas. Trata-se do primeiro método a levar em conta, de maneira rigorosa, o aspecto viscoso da membrana, que é dominante na escala de tamanho de uma célula biológica, além da sua característica de fluido incompressível / The computational simulation of biological membranes, in particular of those made of lipid bilayers, is currently an area of great interest. While molecular simulations are quite popular, the simulation on the scale of a whole cell requires models based on continuum mechanics. Those membranes behave like a bidimensional incompressible viscous fluid. Furthermore, the equilibrium shapes are well explained by means of the Canham-Helfrich energy, which depends on the curvature of the membrane. In this work, a novel finite element based method for the simulation of viscous membranes is presented. It is inspired by James Clerk Maxwells concept of fugitive elasticity, which is used to adapt well established simulation techniques for elastic membranes. This is the first method to take into account, in a rigorous fashion, the viscous aspect of the membrane, which is dominant at the length scale of a biological cell, in addition to its characteristics as an incompressible fluid
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Modelagem matemática e simulação numérica do transporte de metano em reservatórios de hidrelétricas / Mathematical modeling and numerical simulation of the methane transport in hydroelectric reservoirsEliandro Rodrigues Cirilo 05 September 2012 (has links)
É notório que a degradação ambiental vem ao longo do tempo posicionando-se como um dos principais problemas do mundo moderno. Dentre as várias questões do interesse ambiental podemos destacar a ascensão da bolha de metano, em reservatórios hidrelétricos, desde o sedimento anóxico no fundo do reservatório até a interface água atmosfera. Neste contexto, a presente tese vêm propor uma nova modelagem matemática para a ascensão da bolha axissimétrica em fluidos newtonianos/nãonewtonianos e mostrar resultados numéricos simulados. Desta forma, o estado da arte estaria elevado a posição de permitir, via Matemática e Simulação Numérica-Computacional, a análise do transporte de metano em reservatórios de hidrelétricas através da bolha / It is well-known that environmental degradation has come along the time positioning as one of the main problems from modern world. Among several questions of the environmental interest may emphasize the methane bubble rise in hydroelectric reservoirs from the anoxic sediment in the bottom of reservoir until water interface atmosphere. In this context, the current thesis has come to propose a new mathematic modeling to the rise of the axisymmetric bubble in the newtonian/non-newtonian fluids and display numerical results simulated. Therefore, the state of art would be ascended to a position to permit, via Mathematics and Computing-Numeric Simulation, the analysis of transport of methane in hydroelectric reservoirs through of bubble
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Análise CFD do impacto no escoamento multifásico de mineral granulado na melhoria genética em calha de descargaLeandro de Moura 17 September 2014 (has links)
This research presents an analysis of multiphase flow classified as dispersed solid and characterized by solid - gaseous medium granular mineral materials (silica) in a transport process in a discharge chute. The device is subsequently inserted into the tubular chamber with a rotatable differential pressure and temperature, to drag the mineral in the discharge chute which carries the flow direction of the mineral two exit points for the process. The objective of this work is to analyze the behavior of the material in the original geometry of the discharge chute, identifying flow paths, pressure loss and velocity discharge and subsequently propose a modified geometry permits to make a comparison between them, applying dynamic computational fluid. This study and simulation of the behavior of the scale models were developed considering the physical and chemical characteristics of the material as well as process data, generating information for creating the models, processing, and post -analysis simulation in CFX 12.0 software. The results of the simulations by comparison between the original geometry of the discharge chute and the modified geometry showed considerable variations in pressure drop, reduced velocities, and also the discharge points of sedimentation of the material due to better flow characteristics. The study leads to the conclusion that the modification made and simulated by CFD between geometries, has resulted in pressure discharge velocities in the gas phase and the solid phase decreases, and an improvement in the flow path which reduces wear and lessens sedimentation of material inside the machine. / Esta pesquisa apresenta uma análise de escoamento multifásico classificado como disperso contínuo e caracterizado pelo meio sólido-gasoso de material mineral granulado (sílica) em um processo de transporte em uma calha de descarga. O equipamento esta inserido posteriormente a uma câmara tubular rotativa com diferencial de pressão e temperatura, para o arraste do mineral na calha de descarga, que realiza o direcionamento do fluxo mineral por dois pontos de saída para o processo. O objetivo deste trabalho é realizar a análise do comportamento do material na geometria original da calha de descarga, identificando as trajetórias de fluxo, perda de pressão e velocidade de descarga e posteriormente propor uma geometria modificada permitindo a realização de uma comparação entre ambas, aplicando dinâmica dos fluidos computacional. O estudo e simulação do comportamento dos modelos foram desenvolvidos em escala, considerando as características físicas e químicas do material assim como dados de processo, gerando informações para criação dos modelos, processamento, simulação e pós-análise no software CFX 12.0. Os resultados obtidos pela comparação das simulações entre a geometria original da calha de descarga e a geometria modificada mostraram variações consideráveis de perda de pressão, redução das velocidades de descarga e também dos pontos de sedimentação do material devido a melhores características de escoamento. A pesquisa permite concluir que a modificação realizada e simulada por meio de CFD entre as geometrias, resultou em reduções de pressão, velocidades de descarga na fase gasosa e na fase sólida, além de uma melhoria na trajetória de fluxo o que reduz o desgaste e diminui sedimentação de material no interior do equipamento.
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[pt] COMPORTAMENTO DO FLUXO DE FLUIDOS EM RAMPAS DE REVEZAMENTO DURANTE A PRODUÇÃO DE RESERVATÓRIOS CARBONÁTICOS / [en] FLUID FLOW BEHAVIOR IN RELAY RAMPS DURING PRODUCTION OF CARBONATES RESERVOIR30 September 2020 (has links)
[pt] Rampas de revezamento (RRs) são zonas altamente deformadas e que representam caminhos preferenciais do fluxo de fluidos nos reservatórios do pré-sal. O trabalho reside no estudo do comportamento do fluxo de fluidos e da poropressão em diferentes geometrias de RRs, para cenários de injeção e produção de um reservatório carbonático. Foram construídos dois modelos 2D de RR: soft-linked e hard-linked, e atribuído a eles propriedades para os materiais matriz, RR e zona de falha e definidas as condições iniciais e de contorno. Para cada modelo foram gerados três submodelos, nos quais se variou a posição dos poços. Definiu-se dois pontos observadores, um para cada modelo, no centro das RRs e foram testados sete cenários. Os resultados mostraram que, de maneira geral, as rampas soft-linked promovem uma maior comunicação no reservatório do que as rampas hard-linked. A influência da geometria da rampa foi significativa nas condições em que a permeabilidade da rampa e da matriz eram mais baixas e a poropressão não apresentou grande variação, ou seja, em reservatórios carbonáticos, cujo fluxo é dominado principalmente por falhas e fraturas. Contudo, à medida que a porosidade e permeabilidade aumentaram, assim como a variação da poropressão, a geometria da rampa passou a ter uma importância secundária comparada à disposição dos poços, ou seja, em reservatórios carbonáticos, cuja matriz é de boa qualidade permo-porosa. As fraturas na RR, a depender da direção em relação ao campo de tensões, tornaram o fluxo tortuoso. O estudo realizado trouxe importantes informações que podem auxiliar na otimização de malhas de drenagem de reservatórios carbonáticos e na recuperação dos hidrocarbonetos. / [en] Relay Ramps (RRs) are highly deformed zones and represent preferential fluid flow paths in pre-salt reservoirs. The purpose of this work is to study the behavior of fluid flow and poropressure in different relay ramp (RR) geometries, for injection and production scenarios of a carbonate reservoir development. Two 2D ramp models were built: soft-linked and hard-linked, assigned properties for the matrix, relay ramp and fault zone (damage zone and fault core) materials and defined initial and boundary conditions. For each model three sub models were generated, in which the position of the wells variated. Two observer points were defined, one for each model, in the center of the RRs and seven scenarios were tested. The results showed that, in general, soft-linked ramps promote greater reservoir communication than hard-linked ramps. The geometry influence of the ramp was significant in the conditions where the ramp and matrix permeability were lower and the poropressure did not vary much, that is, in carbonate reservoirs, whose flow is mainly dominated by faults and fractures. However, as porosity and permeability increased in the ramp and matrix, as well as the variation of poropressure, the geometry of the ramp became of secondary importance compared to the wells layout, that is, in carbonate reservoirs, whose matrix has high porosity and permeability. The fractures in RR, depending on the direction in relation to the stress field, made the flow tortuous. The study brought important information that can help in the optimization of drainage plan in carbonate reservoirs and the recovery of hydrocarbons.
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