Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:55:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_LuizSergioSaboia_M.pdf: 2584315 bytes, checksum: d45fddf33a540fce0fe677f87f01d925 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: É objetivo primordial deste trabalho avaliar numericamente a transferência de calor e o gradiente de pressão que ocorrem no escoamento bifásico de vapor saturado ou água subresfriada no fluxo horizontal em tubulações aéreas ou enterradas e no fluxo vertical descendente na coluna de injeção de vapor de poços de petróleo. As perdas de calor ao longo do escoamento causam a condensação progressiva do vapor saturado chegando, em alguns casos, ao escoamento de água subresfriada. Esta condensação induz em mudanças no padrão de fluxo do escoamento bifásico bem como no coeficiente global de transferência de calor. Para isto, foram consultadas literaturas científicas visando a elaboração de um Modelo Matemático e Numérico. As equações da quantidade de movimento e da energia, por ser um problema não-linear, são resolvidas simultaneamente pelo método iterativo de Newton-Raphson. Finalmente, são partes integrantes deste trabalho a validação do modelo com dados de campo e a análise de alguns resultados obtidos através do mesmo objetivando, assim, um apoio técnico importante ao desenvolvimento de projetos de injeção de vapor na indústria do Petróleo / Abstract: The main objective of this work is to avaluate numerically the heat transfer and the pressure drop in the horizontal two-phase flow of saturated steam and hot water flow in air or underground pipelines, and in the downward flow at the steam tubing of the petroleum well. The heat loss during the flow induces a progressive condensation of saturated steam reaching, in some cases, the flow of hot water. This condensation results in changes in the two-phase flow pattern and in the global heat transfer coefticient. In this work, the scientific literature was studied in order to find out a mathematic and a numerical model.' The momentum and the energy equations are solved simultaneously by the Newton-Raphon method. Finally, the model validation through the available experimental data and the analysis oí some results, are included in this work, providing an important technical background to the development of steam injection projects in the petroleum industry / Mestrado / Titulação

Orientador: Fernando de Almeida França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_PauloEdisonFurtado_M.pdf: 2421948 bytes, checksum: 890a04a78470517a6fa72b25aaa260fe (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho estuda o processo de reversão de fluxo em um escoamento vertical anular e sua aplicabilidade à ocorrência de auto-amortecimento em poços produtores de gás natural. O fenômeno foi experimentado em laboratório utilizando ar e água como f.luidos e o aparato foi validado através de ensaios de inundação. São apresentados resultados experimentais de reversão de fluxo com medições de pressões, vazões e frações de vazio médias na seção transversal. É proposto um modelo semi-analítico com base num filme de líquido pendurado numa tubulação por efeito do fluxo gasoso. O modelo apresenta bons resul tados quando comparados com outros da literatura, específicos para auto-amortecimento de poços produtores de gás natural com líquidos / Abstract: The flow reversal and its application to gas-well load-up was investigated in a 27 mm ID cylindrical vertical pipe with air-water flows. The experimental flow loop was validated for flooding data. Flow reversal experimental data include mean film thickness, dispersion rate, pressure drop, void fraction and co-current and counter-current flow rates. A model for de onset of flow reversal and gas-well load-up was developed. This model establishes the minimum tension to hold a hanging film, balancing gravity and interfacial forces. The prediction of the theory is in satisfactory agreement with experimental data / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Eric Edgar Maidla / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T04:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarciaJunior_Heitor_M.pdf: 1034490 bytes, checksum: 73e752adccac130fc36d66660c00b770 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O presente trabalho consiste em desenvolver um programa computacional que possa simular as condições de bombeio de uma pasta de cimento espumada, em condições dinâmicas, apresentando como resultado, as pressões de bombeio durante toda a fase de deslocamento da pasta, ao longo de todo o caminho percorrido por esta no poço. A partir da obtenção desses valores de pressão, podemos dimensionar o projeto de toda a operação, podendo-se alterar valores de taxa de injeção de gás na pasta base de cimento, vazões envolvidas no deslocamento, volumes de fluidos, contra pressões no anular, etc. Para tal, foi feita uma extensiva pesquisa bibliográfica, na qual obteve-se dados suficientes para se estabelecer equações adequadas ao cálculo das propriedades da espuma, assim como o cálculo das perdas de carga envolvidas durante o deslocamento de todo o conjunto de fluidos envolvidos na operação de cimentação espumada...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This present work consists in studying the pressures that develop during a foam cement job under dynamic pumping conditions during the entire slurry displacement in the well path. This pressure profile allow us to design the complete foam cement job, choosing the adequate Nitrogen injection rate, pumping flow rates, fluid volumes and back pressures. For such, the bibliographical research gave us sufficient data to establish equations to calculate the foam properties, and its hydrostatic and friction pressures for all fluids involved in the job...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:13:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339448.pdf: 1889689 bytes, checksum: 9651183759c77d416448439e789a21c5 (MD5) Previous issue date: 2016 / Os hidrocarbonetos aromáticos benzeno, tolueno e xilenos, conhecidos como BTX, são compostos tóxicos presentes em efluentes líquidos das indústrias petroquímicas. Esses efluentes quando liberados no meio ambiente contaminam o solo e as águas subterrâneas, comprometendo aquíferos, que representam uma fonte de água potável. Neste contexto é fundamental uma série de estudos para o desenvolvimento de técnicas eficazes para a remoção dos compostos BTX desses efluentes. Dentre as diversas técnicas empregadas atualmente, destacam-se os tratamentos biológicos com biomassa imobilizada. No entanto existem poucos estudos que abordam a mistura de múltiplos substratos. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um algoritmo em linguagem MATLAB capaz de estimar os parâmetros cinéticos em um reator de leito fixo com biomassa imobilizada em sistema monocomponente, bicomponente e tricomponente. Foram avaliados modelos cinéticos de Monod, inibição acompetitiva, inibição competitiva e não-competitiva para a mistura de múltiplos substratos com a finalidade de determinar a existência ou não de inibição pelo substrato. Verificou-se através dos resultados que para a biodegradação individual de BTX o biofilme degradou mais rapidamente o tolueno, seguido do benzeno e do o-xileno. Para sistema com múltiplos substratos (bicomponente e tricomponente) determinou-se estatisticamente que a mistura de benzeno, tolueno e o-xileno provocou inibição competitiva. Em sistema tricomponente constatou-se que o biofilme possui maior taxa de biodegradação para o benzeno, seguido do tolueno e do o-xileno, respectivamente. De forma geral, o algoritmo de minimização desenvolvido neste trabalho permitiu prever com eficácia os parâmetros cinéticos em sistema individual e de mistura. Também permitiu predizer diferentes condições de operação de um reator de leito fixo com biomassa imobilizada que atendem à resolução 430 de 13 de maio de 2011 do CONAMA. <br> / Abstract : Aromatic hydrocarbons, benzene, toluene and xylenes, known as BTX, are toxic compounds present in wastewater of petrochemical industries. These effluents when released into the environment contaminate the soil and groundwater, affecting aquifers, which are a source of drinking water. In this context, it is fundamental the development of effective techniques for the removal of BTX compounds of these effluents. Among the various techniques currently employed, stands out the biological treatment with immobilized biomass, but there are few studies that address the mixture of multiple substrates. The present work aims the development of an algorithm in MATLAB language to estimate the kinetic parameters in a fixed bed reactor with immobilized biomass with one, two and three components. The kinetic models of Monod, uncompetitive inhibition, competitive and non-competitive inhibition for mixture of multiple substrates were evaluated in order to determine the existence or not of inhibition by the substrate. It was found through the results that for individual biodegradation of BTX the biofilm quickly degraded toluene, followed by benzene and o-xylene. For system with multiple substrates (two and three components), it was determined statistically the mixture of benzene, toluene and o-xylene caused competitive inhibition. In three components systems, it was found that the biofilm has highest rate of biodegradation for benzene, followed by toluene and o-xylene, respectively. In general, the minimization algorithm developed in this work allowed to effectively predict the kinetic parameters in single or mixed system and to predict different conditions of operating for a fixed bed reactor with immobilized biomass that meet the CONAMA resolution 430 of 13 May 2011.

Orientador : Saul Barisnik Suslick / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T20:06:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schiozer_RafaelFelipe_M.pdf: 2532420 bytes, checksum: bbe8f19eda1825354a9dc64e254a26f4 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador: Fernando Iguti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseFernandoGarcia_M.pdf: 2380747 bytes, checksum: 0f5eb8337855e5728e9526d73c59d562 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Neste trabalho investiga-se o comportamento do método dos elementos finitos - Galerkin na resolução da equação diferencial linear, bidimensional, da difusão-convecção. O sistema modelado objetiva reproduzir numericamente o comportamento de experimento em laboratório de deslocamento miscÍvel em um meio poroso, sob as seguintes condições: um meio poroso bidimensional, rígido, homogêneo e de formato retangular com injeção à vazão constante em um dos vértices e com produção pelo vértice oposto. O modelo matemático é considerado linear, assumindo-se uma distribuição espacial homogênea da porosidade, permeabilidade do meio isotrópica e fluidos de mesma viscosidade. Comparam-se os resultados numéricos com soluções analíticas disponíveis a fim de validar o algoritmo e o programa computacional implementado e confirma-se a invariância da solução para diferentes orientações do sistema. de eixos coordenados. Os resultados obtidos atestam a viabilidade e a potencialidade do simulador baseado no Método dos Elementos Finitos / Abstract: The Galerkin - Finite Element Method applied to the linear, two dimensional, convection-dispersion differential equation is presented in this work. The purpose of this study is to simulate numerically a laboratory experiment of a miscible fluid displacement in porous media under the following assumptions: a regular retangular 2D domain with a constant volume of eflluent injection at a vertex of the rigid, homogeneous, porous medium and with a production well at the opposite vertex. The mathematical model is considered as, linear because the spatial porosity distribution is homogeneous, the permeability is isotropic and the fluids have the same viscosity. Numerical resuIts are compared with the available analytical solutions in order to validate the algorithm and the implemented computer programo The Finite Element invariance to the system of coordinate direction is confirmed. The obtained results confirm the viability and the potentiality of numerical simulators based on the Finite Element Method / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MartinezDelgadillo_SergioAlejandro_D.pdf: 3967064 bytes, checksum: 57a26ac6d363cf3282ae81b974fdc552 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: A eletrólise pode ser aplicado no tratamento de efluentes de Refinaria de Petróleo. A remoção da demanda química de oxigênio (DQO), segue uma cinética do remoção de 1ª ordem e é função da temperatura, quanto maior a temperatura mais rápida a remoção, atingindo cerca de 75% de remoção da DQO. A remoção de óleos e graxas emulsificados tambêm segue uma cinética de 1ª ordem, e estes poluentes são removidos mais rapidamente que a DQO. A remoção da concentração de sulfetos (Cs) em função do tempo (t).Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: Electrolysis can be applied for wastewater treatment of Petroleum Refinery. Chemical oxygen demand (COD) removal follows a first-order kinetic and depends on the temperature; the higher the temperature, the greater is the rots of removal, reaching up to 75% of COD removal. Oils and grease removal follows also first-order kinetic, these contaminants are removed faster than the COD. Note: The complete abstract is available with the full electronic document. / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

A associação de biorreatores à membranas (MBR) é extremamente atrativa para o tratamento de efluentes de refinaria de petróleo com o objetivo da remoção da matéria-orgânica e de nitrogênio amoniacal. Esta tecnologia de tratamento é relativamente recente e encontra-se em expansão. Os processos de remoção de matéria orgânica e de nitrogênio amoniacal foram estudados em diferentes condições operacionais aplicadas à unidade experimental. Esta unidade MBR operou 24 horas por dia, com dois módulos de membrana fibras ocas submersas de ultrafiltração e fabricadas em PVDF, por um período de aproximadamente 18 meses. Durante este período parâmetros como tamanho médio de flocos, produção de substâncias poliméricas extracelulares (EPS), filtrabilidade do lodo e desempenho hidrodinâmico dos módulos de membrana também foram avaliados. Os resultados obtidos foram divididos em três estudos que contemplam as variações de carga orgânica volumétrica (COV), de carga nitrogenada volumétrica (CNV) e de concentração de oxigênio dissolvido (OD) aplicadas. Durante o primeiro estudo, realizou-se a avaliação da remoção de matéria orgânica em relação à sua eficiência e aos parâmetros cinéticos através da COV, que variou de 0,78 a 3,16 kgDQO/m³.d. Esta variação foi obtida através do aumento progressivo da vazão de efluente bruto da unidade. O aumento crescente da COV e da CNV provocou a diminuição das eficiências de remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal. Com base nos resultados deste estudo, verificou-se que a unidade experimental deve ser operada com valores de relação alimento-microrganismo (A/M) inferiores a 0,165 kgDQO/kgSSV.d e com valores de COV entre 0,35 e 0,7 kgDQO/m³.d para que se obtenham eficiência de remoção de matéria orgânica superiores a 90%. Ainda, obteve-se uma constante cinética de remoção de DQO para o reator anóxico de 0,025 L/mgSSV.d. e de 0,0138 L/mgSSV.d para o reator aeróbio. No segundo estudo, com ênfase na remoção de nitrogênio amoniacal, variou-se novamente a vazão de efluente bruto, obtendo-se desta forma CNV crescentes entre 0,087 e 0,169 kgN/m³.d. Foram obtidas eficiências de remoção de nitrogênio amoniacal superiores a 97,5% para todas as CNV utilizadas. Durante este estudo, dentre todos os parâmetros analisados a CNV apresentou a maior influência sobre esta eficiência de remoção. Obteve-se uma velocidade máxima de consumo de nitrogênio amoniacal de 0,109 mgNH3-N/mgSSV.d e uma constante de saturação de 0,333 mg/L. O terceiro estudo, por sua vez, avaliou a influência da concentração de OD na unidade experimental em quatro etapas distintas. Durante a primeira etapa realizou-se, em um período de 2 meses, a diminuição progressiva da concentração de OD no interior do reator aeróbio. Na segunda etapa, zerou-se a concentração de OD no reator aeróbio e realizou-se a injeção de nitrogênio gasoso no tanque de membranas por um período de quatro dias. Na terceira etapa foram realizados dois eventos de 24 horas de duração na ausência de OD e fluxo de nitrogênio gasoso no tanque de membranas. Por fim, durante a quarta etapa os dois eventos apresentaram duração de 2 horas, sendo o primeiro na ausência de OD e com fluxo de nitrogênio e o segundo na ausência de OD e sem fluxo de gás no tanque de membranas. Os resultados obtidos neste último estudo apresentarem algumas divergências em relação à concentração e composição das EPS, à filtrabilidade e ao tamanho médio de flocos. Entretanto, em geral, verificou-se que a remoção de nitrogênio amoniacal diminuiu na ausência de OD e que esta eficiência é mais afetada pela diminuição e/ou ausência de OD do que a remoção de matéria orgânica. As substâncias predominantes na composição das frações solúveis e fracamente ligadas de EPS presente na unidade foram os ácidos húmicos. No entanto, a fração fortemente ligada não apresentou predominância clara. O desempenho hidrodinâmico dos módulos de membranas não foi afetado pela diminuição da concentração de OD e pela utilização de fluxo de nitrogênio gasoso no tanque de membranas. / Petrobrás / The association of bioreactors and membranes (MBR) is extremely attractive for the treatment of oil refinery wastewater aiming the removal of organic materials and ammonia. This treatment technology is relatively recent and is in continuos development. The removal efficiencies of organic materials and ammonia were studied at different operational conditions applied to the experimental unit. This MBR unit operated 24 hours per day, with two ultrafiltration hollow fiber membrane modules made of PVDF, for a period of approximately 18 months. During this period parameters such as mean floc size value, production of extracellular polymeric substances (EPS), sludge filterability, and hydrodynamic performance of the membrane modules were also evaluated. The results obtained were divided in three studies that contemplate the variations on the volumetric organic loading rate (VOLR), on the volumetric nitrogen loading rate (VNLR) and on the dissolved oxygen (DO) concentration applied. During the first study, an evaluation of the removal of the organic materials was held considering the efficiency and the kinetics parameters through the VOLR, that ranged from 0.78 to 3.16 kgCOD/m³.d. This oscillation was possible through the progressive increase of the wastewater flowrate. The increase of the VOLR caused the decrease of the removal efficiencies of organic materials and ammonia. According to the obtained results, it was verified that the experimental unit should be operated with values of food-to-microorganism (F/M) below 0.165 kgCOD/kgVSS.d and with values of VOLR between 0.35 and 0.7 kgCOD/m³.d in order to obtain removals efficiencies of organic materials higher than 90%. Still, a kinetic constant of COD removal of 0.025 L/mgVSS.d for the anoxic reactor, and a kinetic constant of 0.0138 L/mgVSS.d for the aerobic reactor were obtained. On the second study, with emphasis on the removal of ammonia, the wastewater flowrate was varied again, obtaining an increasing VNLR from 0.087 to 0.169 kgN/m³.d. All the removal efficiencies of ammonia obtained were superior to 97.5%. During this study, among all the analyzed parameters, the VNLR presented the greatest influence on this removal efficiency. Still, it was obtained a maximum ammonia consumption rate of 0.109 mgNH3-N/mgVSS.d and a saturation constant of 0.333 mg/L. The third study, on the other hand, evaluated the influence of the DO concentration inside the experimental unit on four different stages. During the first stage, through a period of 2 months, the progressive decrease of the DO concentration was done inside the aerobic reactor. On the second stage the experimental unit operated with the absence of DO and with the injection of nitrogen gas inside the membrane tank for a period of four days. On the third stage two different events with DO absence and the injection of nitrogen gas were performed for 24 hours. And at last, on the fourth stage the first event lasted for 2 hours without oxygen and with nitrogen gas and the second event lasted for 2 hours without oxygen and gas injection on the membrane tank. The results obtained on this last study presented some differences relative to the concentration and composition of EPS, to the sludge filterability and to the mean floc size value. However, in general, it was verified that the removal efficiency of ammonia decreased with the DO absence and that this efficiency was more affected by this absence than the removal of organic materials. The main substances on the composition of the soluble and slightly connected fractions of EPS on the experimental unit were the humic acids. But, the strongly connected fraction did not have a main substance of the composition. The hydrodynamic performance of the membrane modules were not affected by the decrease of DO concentration and for the injection of nitrogen gas inside the membrane tank.

Orientador : Luiza Koike / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-15T18:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pimentel_Claudio_M.pdf: 5974560 bytes, checksum: 54137134532513df459216eadf2f39bd (MD5) Previous issue date: 1988 / Mestrado

Orientadores : Antonio Claudio de França Correa, Antonio Celso de Fonseca Arruda, Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-17T11:12:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_LeandroCosta_M.pdf: 3185635 bytes, checksum: 51a5be4015489b6bbb70910d5307eb35 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Em alguns tipos de reservatórios heterogêneos uma parcela significativa do petróleo é recuperado envolvendo um processo de embebição espontânea da água injetada ou da água proveniente de aquífero natural. Este processo pode ser estuda.do usando o modelo de difusão capilar e, em geral. admite-se que o fenômeno é regido por um coeficiente constante. Este trabalho teve como objetivo estudar o processo de difusão capilar, considerando o coeficiente dependente da saturação de água. Foram analisadas as influências dos efeitos gravitacionais e da forma da função que relaciona o coeficiente com a saturação, entre outros parâmetros, usando modelos numéricos, analiticos e experimentais. Especial atenção foi dada aos métodos de obtenção do coeficiente de difusão capilar, tanto nos seus aspectos teóricos como experimentais. Foi verificada a validade de um modelo aproximado para escoamento vertical. Os resultados sugerem que ele pode ser aplicado na área de análises petrofísicas e abrem caminho para novas abordagens que permitirão um maior entendimento dos processos difusivos e do escoamento em meios porosos em geral. Para a obtenção experimental do coeficiente de difusão capilar é necessário medir a distribuição das fases na amostra de rocha durante o processo de embebição. A tomografia computadorizada se mostrou uma ferramenta adequada para a medição dos perfis de saturação. Para a interpretação dos resultados foi desenvolvido um procedimento de aquisição e processamento de imagens onde foi utilizado o programa KHOROS / Abstract: In some kinds of reservoirs a great amount of oil is recovered from a spontaneous imbibition process of the injected or natural aquifer water. This process may be stlldied with the ca.ppiIary diffusion model, and it is usual to assume a constant diffusion coeficient. The purpose of this work was to study the imbibition process with the cappiIary model, but assuming that the diffusion coeficient depends on the water saturation. The influence of gravitational effects and of the form of the function that relates the coefficient to the saturation was verified using numerical and analytical solutions. Two methods of evaluating the diffusion coefficient were discussed iD their the oretical and experimental aspects. A Dew concept of "gravitational diffusion" is taken from soiJ physics. The application of this concept in the numerical analysis of diffusion processes suggests that it could be applied to petrophysical analysis. This approach opens up new ways of studying porous media flow. X-ray computer tomography (CT) was used in order to obtain experimentally the phases saturation distributions in air-water imbibition experiments. These distributions are processed to compute the cappilary díffusion coefficient. The principIes of tomography are presented and some practical aspects related to experimental procedures of cappilary diffusion are discussed. / Mestrado / Geologia de Petroleo / Mestre em Geoengenharia de Reservatorios