Este trabalho investiga o fenômeno do transporte advectivo de um soluto no escoamento permanente de água em um meio poroso, utilizando medidas condutivimétricas. O meio poroso é constituído por areia compactada no interior de um duto submetido a um escoamento longitudinal de água. O experimento típico consiste na introdução de um traçador na seção de montante do escoamento com a conseqüente observação da resposta a justante do corpo de prova. Dois tipos de fonte são utilizadas para a introdução do traçador, fonte pulso e fonte degrau. A primeira parte do trabalho investiga a possibilidade técnica do uso de medidas condutivimétricas para descrever o fenômeno da dispersão do soluto no meio poroso. A segunda parte do trabalho consiste no estudo da viabilidade de desenvolvimento de metodologia para a estimação dos parâmetros de interesse a partir da modelagem matemática respectiva. / The phenomenon of the advective and diffusive transport of a solute in a steady state flow of water in a porous medium, using conductivimeters, is investigated. The porous medium is made up of sand compacted inside a piece of cylindrical pipe through which a longitudinal water flow is established. For the typical experiment a tracer is injected at the upstream section of the pipe with the consequent observation of the response downstream of the sample. Two kinds of sources are tested for the tracer injection, pulse and step. In the first part of the study the technical possibility of using conductivity tests to describe the dispersion of a solute in a porous medium is investigated. The second part involves the development of the methodology for the estimation of the parameters of interest from the respective mathematical simulation.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2635_Dissertacao_Elisa Final.pdf: 16106322 bytes, checksum: f4de32d9ad109e8214822ebe25bb3480 (MD5) Previous issue date: 2007-08-30 / A investigação experimental e a modelagem matemática da evaporação de líquido a partir de superfícies porosas é extremamente importante em um grande número de aplicações práticas, variando desde aplicações industriais, como processos de tratamento superficial, às aplicações em problemas ambientais, como a utilização de agrotóxicos e estudos de impacto ambiental do lançamento de líquidos nocivos na atmosfera. Os modelos de escala de poros surgem com importante ferramenta para o cálculo das taxas de evaporação de líquidos. Este trabalho visa implementar um modelo de escala de poros que seja capaz de prever as taxas de evaporação dos líquidos e as distribuições de fase dentro da matriz porosa. Além de analisar a influência dos parâmetros governantes no processo de evaporação. O modelo de escala de poros obteve boa acuracia quando comparado com os resultados de Yiotis et al. (2001). Os resultados mostram que sob escoamento mais intenso a influência do meio poroso fica mais evidente, limitando o processo de evaporação, do que quando expostos a escoamento menos intenso.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9683_ALINE CRISTINA SILVA DOS ANJOS.pdf: 3641799 bytes, checksum: f90e5717dc480d7f0db0e2a66b2bfcb0 (MD5) Previous issue date: 2015-11-30 / Um material suscetível a alguma transformação química é considerado um meio poroso reativo. Combustíveis são materiais capazes de liberar energia ao reagirem com o oxigênio e podem ser considerados como um meio poroso reativo. Este trabalho teve o objetivo de modelar a combustão em um meio poroso reativo. O modelo foi implementado em um programa computacional para simular a propagação da frente de combustão em um meio poroso reativo em leito fixo, levando-se em conta mecanismos de reação que podem ocorrer durante o processo. As sub-rotinas que resolvem as equações de conservação da modelagem foram validadas por meio de análises comparativas entre as soluções numéricas e soluções analíticas ou experimentais para garantir que o modelo utilizado fosse capaz de gerar resultados condizentes com a realidade. Além disso, uma investigação foi realizada sobre a influência que o mecanismo de reação, adotado na modelagem, tem sobre o perfil de temperatura na ignição do leito de combustão. Os testes mostraram que o modelo é sensível às mudanças dos mecanismos. Por fim, o modelo aponta a possibilidade de prever, na evolução da temperatura, o fenômeno da ignição. Palavras chave: combustível sólido, meio poroso reativo, simulação numérica.

Este trabalho investiga o fenômeno do transporte advectivo de um soluto no escoamento permanente de água em um meio poroso, utilizando medidas condutivimétricas. O meio poroso é constituído por areia compactada no interior de um duto submetido a um escoamento longitudinal de água. O experimento típico consiste na introdução de um traçador na seção de montante do escoamento com a conseqüente observação da resposta a justante do corpo de prova. Dois tipos de fonte são utilizadas para a introdução do traçador, fonte pulso e fonte degrau. A primeira parte do trabalho investiga a possibilidade técnica do uso de medidas condutivimétricas para descrever o fenômeno da dispersão do soluto no meio poroso. A segunda parte do trabalho consiste no estudo da viabilidade de desenvolvimento de metodologia para a estimação dos parâmetros de interesse a partir da modelagem matemática respectiva. / The phenomenon of the advective and diffusive transport of a solute in a steady state flow of water in a porous medium, using conductivimeters, is investigated. The porous medium is made up of sand compacted inside a piece of cylindrical pipe through which a longitudinal water flow is established. For the typical experiment a tracer is injected at the upstream section of the pipe with the consequent observation of the response downstream of the sample. Two kinds of sources are tested for the tracer injection, pulse and step. In the first part of the study the technical possibility of using conductivity tests to describe the dispersion of a solute in a porous medium is investigated. The second part involves the development of the methodology for the estimation of the parameters of interest from the respective mathematical simulation.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-13T12:28:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.PDF: 1700705 bytes, checksum: 4036faed76150b925980069ee8da7618 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-13T12:28:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.PDF: 1700705 bytes, checksum: 4036faed76150b925980069ee8da7618 (MD5) Previous issue date: 2001-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos últimos anos, a disposição de resíduos sólidos urbanos em locais impróprios e sem qualquer controle ambiental tem despertado a atenção de diversos órgãos governamentais ambientais. O simples ato de se jogar lixo ao solo é capaz de gerar sérios danos ao meio ambiente, porque além de poluir o solo, estes resíduos podem vir a contaminar as águas superficiais e, até mesmo, as subterrâneas. A decomposição dos resíduos, associada à infiltração de águas pluviais, dá origem a um líquido de coloração escura, altamente poluidor, denominado chorume ou percolado, que infiltra no solo causando a sua contaminação. Segundo SANTOS (1996), acreditava-se que, no passado, os percolados do lixo eram completamente purificados pelo solo e, desta forma, não havia subterrâneas. a preocupação Atualmente, com porém, relação um à contaminação modo melhor de das águas quantificar a contaminação do percolado é através do estudo de transporte de massa em meios porosos, que leva em conta processos que envolvem mecanismos de advecção, dispersão, adsorsão, reações químicas, decaimento radioativo, entre outros. No presente trabalho, foi realizada uma análise numérica, utilizando o método dos elementos finitos, para avaliar o transporte de contaminantes e o nível de contaminação por metais pesados na área do Lixão do Município de Viçosa – MG. Foi executado, primeiramente, um levantamento plani-altimétrico da área do lixão e, em seguida, uma prospecção do terreno através de furos de sondagem à percussão. Amostras deformadas e indeformadas dos solos foram coletadas para ensaios de caracterização, permeabilidade e lixiviação. Pelos resultados alcançados no ensaio de lixiviação, foi possível traçar as curvas de eluição de metais pesados nos solos estudados e, através dessas, foram obtidos os parâmetros de transporte Rd e Dh. A partir destes dados, foi possível estimar, em um estudo de 100 anos, as plumas de contaminação de cada metal pesado. De uma maneira geral, entretanto, pode-se avaliar que a contaminação do lençol freático por metais pesados na região do lixão da cidade de Viçosa – MG, em função da disposição dos resíduos, é insignificante, uma vez que os contaminantes analisados só penetraram por um ou dois metros na camada superficial do solo. / In the last years, the disposal of municipal solid waste in inappropriate places and without any environmental control, has been a main concern of several environmental organisms. The simple act of discarding waste on the soil is capable of bringing serious damage to the environment. Besides polluting the soil, these wastes may also contaminate the groundwater. The wastes decomposition associated with precipitation infiltration generates a dark and highly pollutant liquid called leachate, that infiltrates into the soil causing its contamination. According to SANTOS (1996), it was believed, in the past, that the leachate was completely purified by the soil and, due to that, there was not a preocupation concerning the contamination of the groundwater. However, nowadays, it is possible to quantify the extent of leachate contamination through the study of mass transport in porous media which accounts for processes that involve advective, dispersion, sorption, chemical reactions, radioactive decline mechanisms, among others. In the present work, a numerical analysis was accomplished, using the finite element method, to evaluate the transport of pollutants and the level of contamination for heavy metals in the dump area of Viçosa city – MG. Initially, it was necessary to determine the topography of the region. Following, a few borings (SPT tests) and a test pit were made to establish, in a general matter, the stratification types of soil and the possible location of the groundwater table. Deformed and undeformed samples of the soils were collected for characterization, permeability and column testing. From the results obtained with the column testing, it was possible to trace the effluent breakthrough curves for heavy metals in the soils studied and, based on them, the transport parameters Rd and Dh were obtained. From these data, it was possible to estimate, in a 100 year simulation, the plumes of contamination of each heavy metal. In a general way, however, it was evaluated that the contamination of the water table, for heavy metals in the area of the dump of the Viçosa city – MG, as a consequence of the disposal of the wastes, is insignificant, once the pollutants analyzed only penetrated one or two meters the superficial layer of the soil.

In this study the influence of physical properties on heat transfer between the fluid and solid phases for laminar and turbulent flow in a square cavity filled with porous material, heated by one side and cooled by the opposite one is investigated. In order to simulate flow and heat transfer between the phases models, one and two-energy-equation models are used. The transport equations are discretized using the control volume method and the system of algebraic equations is relaxed via the SIMPLE algorithm. Validations were perfomed first for the case of clean cavity, using Laminar and High Reynolds Turbulent model, and the results are in agreement with the existing literature. In the case of porous cavities, simulation runs were performed using the 1EEM and 2EEM. Overall, this study showed that as porosity increases, the value of the average Nusselt at hot wall, for the same Ram, decreases. It is also shown that the average Nusselt decreases, from a critical Rayleigh , as the ratio between the thermal conductivities of the phases increases. Comparisons were made between both energy models and 2EEM shown smaller results for average Nusselt as ks/kf increases. Also found that the critical Rayleigh depends directly on the ratio ks/kf, being larger as it also grows. Still object of this work, it has been discovered that as the porosity decreases and the ratio between thermal conductivities increases, the turbulence within cavity increases as well. In general, the results and analysis obtained by this work can be used in real engineering situations where the porous cavities may be used.

Nesta dissertação de mestrado é estudado o desempenho fluidodinâmico de um meio poroso fixo e compactado, construído por sinterização com esferas de vidro para a retenção de partículas. A análise experimental visou o processo de retenção de partículas a partir de pastilhas circulares de diâmetro de 29 mm confeccionadas com esferas de vidro variando de 1,0 a 3,3 mm de diâmetro e sinterizadas como um elemento rígido a partir de aquecimento contínuo até cerca de 750ºC. As pastilhas foram submetidas a diferentes pressões de coluna de água, e a vazão no meio poroso foi analisada para diferentes pressões. Os experimentos foram realizados com a adição em batelada de polpa de açaí, areia fina, areia grossa e esferas de vidro próprias da composição do meio poroso. As vazões mássicas adimensionais são apresentadas graficamente para diferentes pressões de coluna de água variando entre 0,1 e 0,5 atmosferas (atm), em regime permanente e estacionário. Os resultados experimentais foram comparados e apresentados na forma de parâmetros adimensionais que caracterizam o regime de escoamento num leito fixo. Os resultados experimentais foram modelados a partir da modificação dos modelos de Vortmeyer e Schuster (1983) e Subagyo et al. (1998) para estabelecer sobre os mesmos parâmetros adimensionais uma adequada aproximação com os resultados teóricos. / The present dissertation reports the performance of steady flow in circular fix bed which was created by sinterization of glass spheres. The experimental analysis aimed the process of retention of particles from circular packed bed of 29 mm of diameter. The circular fix bed was created with spheres of glass of diameter between 1.0 and 3.0 mm, and made by sintering one rigid body from continuous heating until 750ºC. The circular and rigid fix bed was subjected to different pressures of column of water varying between 0.1 and 0.5 atm for analysis of flux (kg/s). The experiments were carried out with the addition of one amount of açai pulp, sands fine, sands thick and spheres of glass own of composition of fix bed. The dimensionless flux was present for different pressures of column of water on the fix bed; the results were compared and presented in the form of dimensionless parameters of literature what characterize the flow in packed bed. The experimental results were modeled based on Vortmeyer e Schuster (1983) and Subagyo et al. (1998) models, establishing on the dimensionless parameters an appropriate approach with the theoretical flux of circular fix bed.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-02-25T18:44:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Monhol 2015.pdf: 4387300 bytes, checksum: f1407d1b8975e9e2878b9c25ad0c2ec3 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-03-03T12:28:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Monhol 2015.pdf: 4387300 bytes, checksum: f1407d1b8975e9e2878b9c25ad0c2ec3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T12:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Monhol 2015.pdf: 4387300 bytes, checksum: f1407d1b8975e9e2878b9c25ad0c2ec3 (MD5) Previous issue date: 2015 / A propagação de uma frente de combustão ocorre numa variedade de situações e para diferentes propósitos industriais. O desempenho desses processos precisa melhorar e ao mesmo tempo reduzir os níveis de emissões para atender às normas de emissões internacionais. Para isso é necessário um certo grau de conhecimento tanto do processo como dos fenômenos da combustão. Em todos as situações envolvendo a combustão, a propagação é iniciada por uma fonte de calor e, após a ignição do combustível, a frente de combustão alcança o combustível adjacente. Estudos anteriores mostraram a ignição e propagação de uma frente de combustão como um fenômeno complexo que depende de processos químicos, térmicos e físicos. O presente trabalho abordou os desafios encontrados durante uma abordagem empírica para análise da propagação de uma frente de combustão em leito fixo. A partir da utilização de combustíveis simulados foram analisados: a influência da composição do combustível no comportamento da ignição do mesmo, as características da propagação da frente de combustão (regime de combustão, retração do leito e estrutura da frente) e a influência da ignição do combustível na propagação da frente de combustão. Foi possível realizar um mapeamento, para diferentes composições, do comportamento da ignição de combustíveis sólidos. A partir dos resultados de propagação da frente verificou-se que ocorrem basicamente três estágios de combustão no leito: ignição, propagação e oxidação do carbono fixo remanescente. Através das análises de gás notou-se a existência de dois regimes de combustão no leito: limitada pela reação e limitada pelo oxigênio. Foi obtido que em leitos com alta porcentagem de material inerte, onde há maior estabilidade, há uma maior influência da ignição na frente de combustão. Assim, mostrou-se como esses conhecimentos são úteis em diversas aplicações e processos industriais. / The combustion front propagation occurs in a variety of situations and for different industrial purposes. The performance of these processes needs to be improved and at the same time to reduce emission levels to meet the international standards. For this purpose, is needed a certain degree of knowledge of both processes of combustion phenomena. In all situations involving combustion phenomena, the propagation is initiated by a source of heat, and after fuel ignition, combustion front reaches the adjacent fuel. Previous studies have shown the ignition and the combustion front propagation as a complex phenomenon which depends on chemical, thermal and physical processes. This work focuses on the challenges encountered during an empirical approach to analyze the propagation of a combustion front in fixed bed. From the use of simulated fuels, it were analyzed: the influence of fuel composition on the behavior of its ignition, the characteristics of the combustion front propagation (combustion regime, shrinkage of the bed and the front structure) and the influence of fuel ignition in the propagation of the combustion front. It was possible to perform a mapping of ignition behavior of the solid fuel for different compositions. From the results of front propagation, it was found that, basically, three combustion stages occur in the bed: Ignition, Propagation and Oxidation of the remaining fixed carbon. Through gas analysis it was noted that there were two reaction modes present in the bed: reaction limited and oxygen limited. It was obtained than in bed with high content of inert materials, where there is greater stability, there is a greater influence from the ignition to the combustion front. Thus, it was shown how these skills are useful in various applications and industrial processes.

In this work we study equations that describe laminar flow through a rigid isotropic granular (non consolidated) porous medium subjected to a external force field. Firstly we present the meaning of the many phisical terms of the equation and some interpretation, also a general deduction of this equation is presented. Secondly, knowing the system porosity and using Faedo-Galerkin method we obtain results of existence of weak solutions in Sobolev spaces. / Neste trabalho estudamos equações que regem escoamentos laminares em meios porosos granulares (não consolidados) sujeitos a um campo de forças externas. Numa primeira parte apresentamos os significados físicos e alguma interpretação dos diversos elementos da equação e uma dedução, em linhas gerais, desta. Numa segunda parte, conhecendo-se a porosidade do sistema, utilizamos o método de Faedo-Galerkin em espaços de Sobolev para obter resultados de existência de soluções fracas.

Made available in DSpace on 2015-03-03T13:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianoAF_DISSERT_Partes autorizadas.pdf: 796501 bytes, checksum: b497ad360ae56f4ffd7513551ad54ad6 (MD5) Previous issue date: 2010-06-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The complexity of the Phenomenon of fluid flow in porous way causes a difficulty in its explicit description. Different in the cases where the flow is given through a pipe, where it is possible to measure the length and diameter of the pipe and to determine their ability to flow as a function of pressure, which is a complicated task in porous way. However, we try to approach clearly the equations used to conjecture the behavior of fluid flow in porous way. We made use of the Gambit to create a fractal geometry with the fluent we give the contour?s conditions we would want to analyze the data. The triangular mesh was created; it makes interactions with the discs of different rays, as barriers putted in the geometry. This work presents the results of a simulation with a flow of viscous fluids (oilliquid). The oil flows in a porous way constructed in 2D. The behavior evaluation of the fluid flow inside the porous way was realized with graphics, images and numerical results used for different datas analysis. The study was aimed in relation at the behavior of permeability (k) for different fractal dimensions. Taking into account the preservation of porosity and increasing the fractal distribution of the discs. The results showed that k decreases when we increase the numbers of discs, although the porosity is the same for all generations of the first simulation, in other words, the permeability decreases when we increase the fractality. Well, there are strong turbulence in the flow each time we increase the number of discs and this hinders the passage of the same to the exit. These results permitted to put in evidence how the permeability (k) is affected in a porous way with obstacles distributed in a diversified form. We also note that k decreases when we increase the pressure variation (P) within geometry. So, in front of the results and the absence of bibliographic subsidies about other theories, the work realized here can possibly by considered the unpublished form to explain and reflect on how the permeability is changed when increasing the fractal dimension in a porous way / A complexidade do fen?meno do fluxo de um fluido em meios porosos causa uma dificuldade em sua descri??o expl?cita. Diferente nos casos em que o fluxo se dar atrav?s de uma tubula??o, onde ? poss?vel medir o comprimento e di?metro da tubula??o, bem como determinar sua capacidade de escoamento em fun??o da press?o, a qual ? uma tarefa complicada em meios porosos. Todavia, tentamos aborda de maneira clara as equa??es utilizadas para conjeturar o comportamento do fluxo de fluido no meio poroso. Fizemos uso do Gambit para criar uma geometria fractal e com o Fluent demos as condi??es de contornos desejadas para analisar os dados. A malha criada foi triangular, ela faz intera??es com os discos, de raios diferentes, colocados como obst?culos na geometria. Este trabalho apresenta os resultados de uma simula??o com fluxo de fluidos viscosos (?leo-l?quido). O ?leo flui em um meios porosos constru?do em 2D. A avalia??o do comportamento do escoamento do fluido no interior do meio poroso foi realizada com gr?ficos, imagens e resultados num?ricos utilizados para diferentes an?lises de dados. O estudo desenvolvido foi visando o comportamento da permeabilidade (k) em rela??o a diferentes dimens?es Fractais. Levando em conta a conserva??o da porosidade e o aumento da Fractalidade com a distribui??o dos discos. Os resultados mostraram que k diminui quando aumentamos os n?meros dos discos, apesar de que a porosidade ? a mesma para todas as gera??es da primeira simula??o, ou seja, a permeabilidade diminui quando aumentamos a fractalidade. Pois, existem fortes turbul?ncias no fluxo cada vez que aumentamos a quantidade dos discos e isso dificulta a passagem do mesmo para a sa?da. Estes resultados permitiram por em evid?ncia o qu?o a permeabilidade (k) ? afetada em um meio poroso com obst?culos distribu?dos de maneira diversificada. Verificamos tamb?m que k decresce quando aumentamos a varia??o da press?o ( P) no interior da geometria. Portanto, diante dos resultados e da aus?ncia de subs?dios bibliogr?ficos sobre outras teorias, o trabalho aqui realizado pode ser considerado possivelmente uma forma in?dita de se explicar e refletir como a permeabilidade ? modificada quando aumentamos a dimens?o fractal em um meio poroso