Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1992. / Made available in DSpace on 2013-12-05T20:12:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 91264.pdf: 2662870 bytes, checksum: 74bcf49f177a80df5fb4ee13754de3c9 (MD5) Previous issue date: 1992 / Dado à inexistência de métodos matemáticos que permitam resolver escoamento reais sobre veículos aeroespaciais, como aviões e foguetes, os dois recursos de que se dispõem para projetá-los são a experimentação de modelos em túnel de vento e a simulação numérica. Embora a simulação numérica não exclua os experimentos em túnel de vento, ela permite uma redução significativa destes e, consequentemente, dos custos envolvidos num projeto, já que simulações numéricas são sabidamente muitos menos onerosas que ensaios experimentais. Um modelo numérico que permite resolver escoamentos tridimensionais viscosos e laminares, de gases perfeitos, é apresentado neste trabalho. Desta forma, contribui-se para ampliar os tipos de problemas que podem ser resolvidos através de métodos numéricos. As principais características deste trabalho são: utilizar um sistema de coordenadas naturais que se adapta a geometria do problema, emprega o arrajo co-localizado de variáveis, e, permite resolver escoamentos em qualquer regime de velocidade. A principal conclusão do trabalho é a de que o modelo numérico proposto consegue prever adequadamente a maioria dos fenômenos físicos verificados experimentalmente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Matemática, Estatística e Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2013-12-05T19:09:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 1979Bitstream added on 2016-01-08T13:35:59Z : No. of bitstreams: 1 264872.pdf: 490239 bytes, checksum: 532d958a9e3341d4c3d33eefd7ec4741 (MD5)

Orientador: Eugenio Spano Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T22:47:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_RogerioCosta_M.pdf: 18741558 bytes, checksum: 173d4e2bf4c0cf2e96f533ba9f079baa (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Na busca contínua da redução dos custos de produção do petróleo, um método de elevação artificial que vem se destacando é o sistema de produção através de bombas de cavidades progressivas conhecido, simplesmente, por BCP. Este método que, inicialmente, era destinado à produção de poços rasos (500 m) e de baixas vazões (5m3/d), hoje, com o desenvolvimento de novos materiais, já é utilizado em poços com vazões de até 300 m3/d e profundidades que chegam a 2000 m. Com a utilização de vazões cada vez maiores, as perdas hidrodinâmicas ao longo do anular tubo/haste passaram a representar uma quantia significativa da energia total a ser fornecida ao fluido e, consequentemente, sua determinação assumiu um papel importante no dimensionamento do sistema BCP, exigindo-se, desta forma, uma maior atenção. Visando conhecer melhor o escoamento ao longo da coluna de produção, construiu-se, em laboratório, um modelo na escala de 1:1,88 de um poço equipado com tubo de produção de 2 7/8", haste de 7/8" e luva de 1 5/8", onde o escoamento foi considerado monofásico. A partir deste modelo foram simuladas as faixas de vazão de 0a 300 m3/d, rotação de 100 a 400 rpm e viscosidade de 100 a 4000 cP, que abrangem quase a totalidade das condições de campo dos poços brasileiros equipados com BCP. Foram investigados os efeitos das restrições ao fluxo causadas pela mudança de geometria nas extremidades das hastes e pela presença das luvas (utilizadas nas interligações das hastes). Além das restrições estudou-se a influência da rotação no diferencial de pressão ao longo do anular tubo/haste, para os arranjos concêntricos e excêntricos, tanto para haste sem luva como para haste com luva. Os resultados obtidos, experimentalmente, confirmam, para o caso concêntrico, a não interferência da rotação no gradiente de pressão e para o arranjo excêntrico, nas faixas de vazão, viscosidade e rotação investigadas, observa-se um ligeiro aumento no diferencial de pressão com a rotação. O diferencial de pressão no anular tubo/luva foi determinado utilizando-se as mesmas equações empregadas no cálculo do diferencial de pressão no anular tubo/haste. Para considerar-se a mudança de geometria das extremidades das bastes, sugere-se um majoramento de 50 % nos valores obtidos para as luvas / Abstract: In the continuous search to reduce the petroleum production cost, a distinguished artificial lift method is the Progressive Cavity Pumping system, or simply BCP. lnicially, it was only used to produce shallow wells (1600 ft or 500m) and low flow rates (30 bbl/d or 5m3/d), but with the development of new materiaIs, the BCP has been applied to wells which produce as much as 2000 bbl/d (300 m3/d) and can be installed in depth up to 6500 fi (2000 m). With higher flow rates, the hidrodynamics losses through out the tubing/rod string annulus turned out to represent a reasonable percentage of the total energy applied to produce fluid from the bottom to the surface of the wells. Thus its determination has taken an important role in the system design, demanding more attention. To get a better knowledge of the tlow through the tubing/rod string annulus, it was built aI: 1,88 scale model of a well equipped with 2 7/8" tubing, 7/8" rod and 1 5/8" coupling, for monofase flow. With this model, it was simulated the flow rates from 0 to 300 m3/d, pump speed from 100 to 400 rpm and viscosity ftom 100 to 4000 cP, values that tipically covers almost the totality of the Brazilian oil wells equipped with BCP. It was investigated the effects of the flow restrictions caused by the complex geometry of the rods' edge and the higher diameter of the couplings. Besides the restrictions, it was studied the influence of the rotation of the rod string in the pressure gradient through out the tubing/rod string annulus for the concentric and eccentric configurations. The experimental results confirmed that in the concentric position, the rotation of the rod string does not interfere in the pressure loss. It was noted in the eccentric case that the rotation of the rod is responsible for a small increase in the pressure loss. The pressure loss caused by the tlow through the tubing/coupling annulus was determinated by the same equations that were used to the tubinglrod annulus. In order to consider the complex geometry of the extremity of the rods, it is suggested to increase the value for the pressure loss along the couplings by 50% / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientadores: Cesar Augusto Moraes de Abreu, Chang Tien Kiang / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T08:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Witkoski_NilsonAndreis_M.pdf: 11915383 bytes, checksum: 452fe9dd3e457729cf1bff9db82eb096 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Realizamos o estudo de um escoamento multicamadas em processos de fabricação de filmes planos à base de polímeros de Poli (Etileno Tereftalato). As soluções numéricas das equações do modelo foram obtidas pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando-se o pacote computacional POLYFLOW. As propriedades reológicas dos polímeros foram determinadas em fluxo de cisalhamento e ajustadas a modelos de Bird-Carreau. Estudamos o processo de formação das interfaces entre as camadas através da simulação bidimensional de escoamentos bicomponentes em desenvolvimento. Investigamos a influência de diversos fatores, tais como, os ângulos e as velocidades de introdução das camadas, a razão das viscosidades dos polímeros e a geometria do canal no ponto de confluência. A partir dos valores das deformações elongacionais sofridas pelos fluidos na interface, fazemos considerações sobre os comportamentos que podem levar à ocorrência de instabilidades interfaciais nesta região. Por meio de simulações em duas dimensões, estudamos o comportamento do escoamento de 4 camadas assimétricas dentro da caixa de coextrusão quanto à distribuição das espessuras e dos tempos de residências das camadas, à uniformidade das espessuras das camadas, às perdas de cargas do escoamento e aos efeitos térmicos. Realizamos a simulação em três dimensões do escoamento em uma fieira do tipo cabide, porém, limitada a um único polímero passando através dela. Estudamos a uniformidade da vazão na saída da fieira em função de diversos parâmetros do processo, das propriedades do polímero e da sua geometria. Fazemos considerações sobre o comportamento de um escoamento multicamadas na mesma fieira. A comparação dos resultados do modelo com os dados obtidos em uma planta industrial foi satisfatória, consistindo, pois, em um instrumento valioso na compreensão do processo de coextrusão, bem como no desenvolvimento de novos equipamentos / Abstract: Nmnerical simulations of a multilayer flow has been undertakenin a process for producing Poly (Ethylene Terephtalate) flat films. Viscosity functions are fitted by Bird-Carreau models. The temperature dependence of viscosity follows the Arrhenius equations. The motion equations are solved by POLYFLOW, a Finite ElementMethod program for viscous and viscoelastics flow simulations. Bidimensional numerical simulations of the entry flows in a bicomponent coextrusion are carried out to study the interface development. The effects of the layers entry velocity matching, layer viscosity ratio and channel geometry are investigated based on the interface shear and extensional deformations. Correlations of the interface behaviour with the occurence of interface instabilities are proposed. Bidimensional numerical simulations of a 4-layer assymmetric parallel coextrusion are made to investigate the residence time distribution, the role of viscous and conductive heat-transfers i11the flow and the layers thickness variations due to opera6ng conditions changes. Three dimensional simulations of the flow inside a linearly tapered coathanger fiat die are carried out, but limited to one fluid only. These simulations are aimed at studying the effects of the process parameters and the die geometry on the trhoughput uniformity along the die width. Considerations are made about the behaviour of the multilayer flow in the same die. The calculated results have correlated well with experimental values obtained in the industrialline, so, the proposed model may be applied to improve the understanding of the coextrusion flows as well as to the design of new equipments / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Marcelo Martins dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FabioVitorianoe_D.pdf: 460464 bytes, checksum: 9ba38131cae55adab96b0936f213c963 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Doutor em Matemática

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCG.pdf: 2415650 bytes, checksum: 6d4f3400b231efd1461031a9b05312e8 (MD5) Previous issue date: 2004-08-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / Amongst the various types of ceramic tiles, the porcelainized stoneware tile stands out due to its technical properties (low water absorption, high mechanical strength and high abrasion, chemical attack and frost resistance). In this work, five compositions prepared by mixing ball clay, kaolin, feldspar, quartz and talc (a typical porcelainized stoneware tile composition, as found in the literature, and three new compositions) were studied, to observe the effect on the phase formation and final characteristics, of partial and total replacement of the feldspar by a lab-made vitreous phase former (flux agent). Samples were characterized in terms of physical properties (firing shrinkage, water absorption and flexural strength). The results obtained show that a typical porcelainized stoneware product can be made by replacing the feldspar by the alternative flux agent: partial replacement led to rather satisfying results in terms of apparent porosity, water absorption and mechanical strength; total replacement led to low apparent porosity and water absorption, and high flexural strength. These are very promising results, as they mean a 50 ºC reduction in the firing temperature (relative to the average 1200 ºC, commonly used in industrial practice), which translates into reduced energy consumption. Furthermore, a costly raw material the feldspar could be replaced by a lab-made inert vitreous phase former, with no sacrifice to the processing or the physical and aesthetical properties of the final product. / Dentre os vários tipos de placas para revestimentos cerâmicos, o grês porcelanato se destaca devido às suas propriedades técnicas (baixa absorção de água, alta resistência mecânica e à abrasão, elevada resistência química e ao gelo). Neste trabalho, foram preparadas cinco composições a partir da mistura de argila plástica, caulim, feldspato, quartzo e talco (uma composição típica de grês porcelanato, encontrada em literatura, uma composição obtida a partir da análise química de um produto comercial e três novas composições) com a finalidade de se estudar o efeito na formação de fases e características finais, da substituição parcial e total do feldspato por uma fase vítrea previamente obtida (fluxo). A caracterização das amostras foi realizada por análises físicas (retração linear de queima, absorção de água, resistência mecânica à flexão e à abrasão profunda). Os resultados obtidos mostram que um grês porcelanato típico pode ser produzido a partir da substituição do feldspato por um fundente alternativo: a substituição parcial permite a obtenção de resultados satisfatórios em termos da porosidade aparente, absorção de água e resistência mecânica; a substituição total resulta em uma baixa porosidade e baixa absorção de água e alta resistência mecânica à flexão. Os resultados foram muito promissores, pois se referem a uma diminuição de 50 ºC na temperatura de queima (relativamente a 1200 ºC, a temperatura genérica utilizada industrialmente), com a conseqüente redução no consumo de energia. Alem disso, a matéria-prima de maior custo o feldspato pode assim ser substituída por uma fase vítrea aparentemente inerte, sem comprometimento do processamento nem das propriedades físicas e estéticas do produto final.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2740.pdf: 1911797 bytes, checksum: 13dca9df55ee4e145e09e499817af0f0 (MD5) Previous issue date: 2010-01-05 / Universidade Federal de Sao Carlos / The porcelainized stoneware has been outstanding in the current market of ceramic tiles because it offers excellent technical and esthetic features. In this research traditional ceramic raw materials were selected and a standard formulation reported in the literature was adopted, aiming to replace the vitreous phase former (feldspar) from the composition by two fluxing agents at high temperature. The objective was to evaluate these materials as a technical alternative with lower cost (30-40%), since, in the porcelain, the amount of flux former is very large, and represents approximately 50% of all raw materials used. The nepheline syenite was the natural raw material selected to replace the feldspar due to the fact that it belongs to the family of feldspathoids, and has similar physicochemical characteristics, therefore, high fluxing efficiency. The second vitreous phase former was a synthetic material, named flux agent, with physical and chemical characteristics very different from those of the feldspar and even greater fluxing efficiency. The replacement of feldspar occurred in complete and in part, through combinations of the alternative fluxes. The masses were processed from mixing of powders, wet milling, drying, desagglomeration, compaction and firing. In addition to the curves of vitrification, techniques, as sedimentometry, dilatometry, flexure strength test, electron microscopy, piroplastic deformation measurements and X-ray diffraction were used to characterize the material sintered at different temperatures. The most important results show that it is possible to combine nepheline and synthetic flux as alternative material other than feldspar because they promote vitrification at lower temperatures. Compositions with both fluxes showed low values of water absorption (<0.1%) and high mechanical strength (45 MPa) when compared to the standard, despite of the higher piroplastic deformation. The presence of nepheline does not change qualitatively the formation of phases and the flow generates new crystalline phases, in according to phases diagram. / O porcelanato tem se destacado no mercado atual de revestimentos cerâmicos, pois apresenta excelentes características técnicas e estéticas. Neste trabalho foram selecionadas matérias-primas cerâmicas tradicionais e adotada uma formulação padrão convencionalmente reportada na literatura, visando à substituição da fase fundente (feldspato) da composição por dois tipos de matérias-primas formadoras de fase líquida em alta temperatura. O objetivo foi avaliar essas matérias-primas como alternativa técnica e de menor custo (30 a 40% menor), uma vez que, em massas de porcelanato, a quantidade de fundente representa aproximadamente 50% do total das matérias-primas utilizadas. A nefelina sienito foi a matéria-prima natural substituta escolhida por pertencer à família dos feldspatóides, que possui características físico-químicas semelhantes ao feldspato, portanto, uma elevada fundência. O segundo fundente foi um material sintético, denominado neste trabalho como fluxo, com características físico-químicas bem diferentes e uma fundência ainda maior. A substituição ao feldspato ocorreu de maneira total e/ou parcial, por meio de combinações entre os fundentes alternativos. As massas foram processadas a partir da mistura de pós, moagem a úmido, secagem, desaglomeração, compactação e queima. Além das curvas de gresificação, técnicas como sedimentometria, dilatometria, ensaio de resistência mecânica à flexão a três pontos, microscopia eletrônica, medidas de deformação piroplástica e difratometria de raios X foram utilizadas para a caracterização dos materiais após queima em diversas temperaturas. Os principais resultados mostraram que, a princípio, é possível a combinação das matérias-primas nefelina e fluxo como material alternativo ao feldspato, pois elas proporcionam a gresificação em temperaturas mais baixas. Composições com ambos fundentes apresentaram baixos valores de absorção de água (<0,1%) e elevada resistência mecânica (45 MPa) quando comparadas a padrão, apesar de maior deformação piroplástica. A presença da nefelina não altera qualitativamente a formação de fases e o fluxo gera novas fases cristalinas em acordo com o diagrama de equilíbrio de fases.

Orientador: Fernando de Almeida França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T13:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bolonhini_EdsonHenrique_M.pdf: 17909508 bytes, checksum: 870741e62cc424c6a189be3da8f6c097 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: o objetivo deste trabalho é estudar a geometria de interface e a perda de carga em escoamentos horizontais estratificados e anulares. Escoamentos ondulados com e sem presença de dispersão e deposição de gotas líquidas foram analisados. O fenômeno foi experimentado em laboratório, utilizando-se ar e água como fluidos de trabalho. Os efeitos do processo de dispersão e deposição de gotas é levado em consideração na formulação do problema. São propostas correlações para perímetro molhado e para comprimento da interface, bem como para a tensão de cisalhamento na interface e tensão de cisalhamento na fase líquida junto à parede da tubulação. É sugerido um procedimento de cálculos para a previsão simultânea de gradiente de pressão e fração de vazio. Os resultados calculados são comparados com dados experimentais próprios e outros da literatura / Abstract: This work was developed with the purpose of studying the interfacial geometry and pressure drop in stratitied and annular horizontal flows. Droplet and non-droplet wavy flows were investigated. Experimental data were obtained in laboratory by using air and water as working fluids. Droplet process effects were considered in the modeling of the problem. Correlations predicting the wet wall fraction and the interfacial length, as well interfacial and liquid shear stresses, were proposed. A procedure to simultaneously predict the pressure drop and the void fraction was sugested. Numerical results were compared with the present experimental measurements and literature data / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador : Rakesh Kumar Bhatnagar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-15T05:24:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moretti_MericlesThadeu_M.pdf: 670857 bytes, checksum: 1c3fd00941e2dda19c3eaa83467aa1ae (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: Nesta pesquisa discutiremos as soluções das equações de Navier-Stokes e da energia para um fluido viscoso incompressível entre duas placas paralelas e fixas com gradiente de pressão pulsante. Assumimos ainda que em uma das placas o fluido está sendo injetado com velocidade constante e a placa oposta absorve com a mesma velocidade. As soluções da equação da energia obtidas sob dois tipos de condições térmicas, isto é: (i) as placas são mantidas na temperatura constante e diferentes, (ii) uma das placas se mantém na temperatura constante e a outra placa está isolada. As soluções analíticas envolvem 4 parâmetros físicos e os gráficos para as soluções estáveis e instáveis são variando esses parâmetros. Exibidos de um modo geral a solução estável para ambos tipos de condições térmicas variam quase linearmente entre as placas. Observamos também que para maiores valores do parâmetro de freqüência, o perfil da solução estável para o tipo (1) de condição térmica, perde a forma parabólica achatada. E para o tipo (ii), é interessante observar que a solução estável com o aumento da freqüência, tanto para a velocidade de diminui injeção nula ou não. Em geral, para uma certa freqüência fixa, notamos que a temperatura aumenta com o número de Reynolds. E só acontecendo o mesmo para o número de Prandtl, quando a freqüência que fixarmos for menor entre as quais,escolhemos para o problema proposto / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-22T07:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paternost_GuilhermeMiranda_M.pdf: 4957872 bytes, checksum: 34efcf3e5536aa84d89fa2b289df6cee (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O bombeio centrífugo submerso (BCS) é o segundo método de elevação artificial mais utilizado em poços de petróleo no mundo. Nestes poços, o equipamento está sujeito à influência de fluidos viscosos e à presença de gás livre, os quais impactam significativamente seu desempenho já que este é resultado da dinâmica de fluidos nos impelidores e difusores da bomba. Historicamente, devido ao escoamento de gás e de fluidos viscosos se tratarem de situações distintas, as maiorias dos estudos realizados analisam estes fenômenos separadamente vistos a complexidade e particularidades existentes de cada. O objetivo deste trabalho é a realização de um estudo experimental de avaliação do desempenho de uma bomba centrífuga sob os dois fenômenos, onde foi mensurado o impacto e a interação das principais variáveis que afetam seu desempenho. Para isto, foi construída uma bancada experimental constando de uma bomba centrífuga do tipo voluta, permitindo medir seu desempenho com água e fluido viscoso juntamente com os efeitos de fração de vazio, diâmetro de bolha e pressão de entrada. Foi também avaliada uma proposta existente de mapeamento do comportamento de uma bomba centrífuga operando com escoamento monofásico em função de números adimensionais que traduzem os efeitos combinados da viscosidade e da rotação. Foram sugeridas modificações e correlações baseadas nesta proposta e seus resultados comparados aos dados experimentais obtidos / Abstract: The Electrical Submersible Pumping (ESP) is the second most commonly used artificial lift method worldwide, being responsible for the highest amount of total fluids produced (oil and water). In wells using this method, the equipment may be subjected to viscous fluids and free gas flow, both affecting pump performance since it is a result of the fluid dynamics inside its impellers and diffusers. Generally, since the presence of free gas and liquid viscosity are independent phenomena, most studies so far have examined their effect separately due to their complexity. The purpose of this experimental study is to take another step towards understanding the performance of a centrifugal pump under these two phenomena, measuring the impact of the main variables involved. A testing rig consisting of a centrifugal pump of volute type was built, where its performance was measured with the varying effects of viscosity, void fraction and rotational speed / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo