Orientador: Reginaldo Guirardello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T16:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matos_EvertonMoraes_D.pdf: 4486876 bytes, checksum: d232b1052f35d4d23f5385f7db0aa145 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho representa um esforço no sentido de predizer o comportamento de um reator químico fluidizado trifásico, turbulento, tipo coluna de lama borbulhante, onde ocorrem reações químicas térmicas, catalíticas, não controladas por difusão e catalíticas controladas por difusão onde existe perda da atividade catalítica devido à obstrução dos poros do catalisador por subprodutos da reação. O sistema é aplicado ao processamento das frações pesadas do petróleo visando produzir produtos de maior valor comercial a partir deste material. O modelo fluidodinâmico foi deduzido a partir de balanços de momentum nas dimensões r e z para fluido newtoniano. Forças axiais e radiais de interação entre as fases foram consideradas. A dimensão angular foi desconsiderada devido a presença de simetria axial. As reações envolvidas são as de hidrocraqueamento térmico de hidrocarbonetos, que visa aumentar a quantidade de hidrocarbonetos com baixo peso molecular, hidrodenitrogenação, que visa reduzir a quantidade de nitrogenados, hidrodeoxigenação, que visa reduzir a quantidade de oxigenados, hidrodemetalização, que visa reduzir a quantidade de organometálicos e hidrodessulfurização, que visa reduzir a quantidade de compostos sulfurados. As reações de hidrocraqueamento de hidrocarbonetos foram modeladas como térmicas, as reações de hidrodenitrogenação e hidrodeoxigenação foram modeladas como catalíticas não controladas por difusão e as reações de hidrodemetalização e hidrodessulfurlzação como catalíticas controladas por difusão com perda gradual da atividade catalítica com o tempo devido a obstrução dos poros do catalisador por subprodutos da reação / Abstract: This work represents an effort in the sense of predicting the behavior of a turbulent, triphase, tluidized chemical reactor, operating in bubble column regime, where there are thennal reactions, catalytic chemical reactions controlled by diffiJ:sion, and catalytic reactions controlled by diffusion where loss of the catalytic activity exists due to the obstruction of the pores of the catalyst due to by-products of the reaction. The system is applied to the processing of heavy ftactions of petroleum seeking to produce products of greater commercial value starting ftom this material. The tluiddynamic model was deduced ftom momentum balances in the dimensions r and z for newtonian tlow. Axial and radial forces of interaction among phases were considered. The angular dimension was not considered due to presence ofaxial symmetry.The involved reactions are the one of thermal hydrocracking of hydrocarbons, which seeks to increase the amount of hydrocarbons with low molecular weight, hydrodenitrogenation, that aims to reduce the amount of nitrogen compounds, hydrodeoxigenation, tOOt aims to reduce the amount of compounds Oozing oxygen, hydrodemetalization, toot aims to reduce the amount of organometalics compounds and hydrodessulfurization, toot aims to reduce the amount of sulfurated compounds. The hydrocracking reactions were modeled as thermal, the hydrodenitrogenation and hydrodeoxigenation reactions were modeled as catalytic, but not controlled by diffusion, and the hydrodemetalization and hydrodessulfurization reactions as catalytic controlled by diffusion with gradual loss of the catalytic activity with time due to obstruction of the pores of the catalyst by by-products of the reaction / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T17:31:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_Edwin_M.pdf: 1546663 bytes, checksum: 9bcb694a37827f48a2ea613478ebed27 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar experimentalmente a hidrodinâmica de reatores tipo "air-lift" e desenvolver um modelo que pudesse descrever os fenômenos observados em um sistema reacional de uma mistura orgânica em reatores "air-lift", para ser posteriormente incorporado a um modelo geral do reator. O fenômeno abordado foi a taxa de aeração e sua relação com a velocidade de recirculação de líquido e velocidade de gás. Foram realizadas também medidas de diâmetro de bolhas e propostas correlações para a determinação do diâmetro das bolhas em água e água/butanol. As correlações são usadas para a determinação da área interfacial. As experiências foram realizadas em um reator "air-lift" em escala piloto, utilizando-se como sistemas ar/água, ar/água-butanol e um sistema Nz/líquido industrial, bem como três diferentes distribuidores de gás. Foram aplicadas e comparadas diferentes formas de tratamento de sinal de pressão para identificação de mudança no regime hidrodinâmico, definindo-se para cada sistema o ponto de transição com uma precisão maior que a utilizada convencionalmente. Na modelagem hidrodinâmica foram adotados dois grupos bem distintos de equações: um baseado em balanços de quantidade de movimento e energia e um outro grupo formado por correlações ajustadas a partir de experimentos realizados. Esta abordagem permite extrapolar para reatores de diferentes geometria, além de servir de referência para levantamento de parâmetros para sistemas líquidos com características diferentes. Os resultados do modelo foram satisfatórios, sendo condizentes com dados experimentais / Abstract: The pourpose of this work was study the hydrodynamic of air-lift reactors with liquids with non-coalescing behaviour. A lD hydrodynamic model has been developed for gas hold-up and liquid circulation velocity prediction in air-lift reactors. The model is based on momentum balance equations and has been adjusted to experimental data collected on a pilot plant reactor equipped with three different gas distributors and using water, water/butanol and a organic industrial mixture as the liquid phase. In addition, measurements of bubble diameter in the water and water/butanol medium are presented and were propose correlations for determinations ofbubble diameter. Theyare used for interfacial area calculation. Different techniques of signal analysis have also been applied to pressure fluctuations in order to extract information about flow regimes and regime transitions. A good knowledge of the flow partem is essential to establish adequate correlations for the hydrodynamic model. It has been shown that this technique is a good tool to support for hydrodynamic modelling. Comparison between model and pilot experimental data is quite satisfactorily / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T19:55:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_SergioBello_D.pdf: 6504601 bytes, checksum: 8db3d2443679814e54a9e19cee56cd3b (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Processos de adsorção vêm tendo importância crescente na indústria de processamento químico e petroquímico, bem como em áreas como biotecnologia, farmacêutica e química fma. Dentre esses processos, o de adsorção em Leito Móvel Simulado (LMS) tem destaque para diversas aplicações onde a separação é muito difícil, por fazer uso da operação em contracorrente. Este trabalho objetiva o desenvolvimento de um modelo e de um programa computacional para a simulação dinâmica do comportamento de uma unidade de adsorção em Leito Móvel Simulado e sua aplicação em diversas situações práticas. O desenvolvimento do modelo de LMS parte do modelo de uma coluna de adsorção multicomponente em leito fixo que leva em conta as cinéticas de transferência de massa interna e externa à partícula de absorvente. A descrição dos fenômenos envolve um sistema de equações diferenciais parciais onde as concentrações dos componentes intra e extra-partícula são funções da posição na coluna e do tempo. O sistema foi resolvido numericamente usando o método de colocação ortogonal para a discretização da solução ao longo do comprimento da coluna e diferenças finitas para o cálculo da solução no tempo. Foram desenvolvidos modelos e programas para a condição ideal do LMS, sem a existência de zona morta entre os leitos, e mais dois modelos alternativos para levar em conta a existência de zona morta e do atraso na mudança dos leitos, analisando a influência destes fatores no desempenho da unidade por comparação com o modelo ideal de LMS. Critérios de convergência numérica e de estabelecimento do estado estacionário cíc1ico foram adotados. O programa e o modelo foram testados para diferentes sistemas disponíveis na literatura. Foi buscado um entendimento do processo de LMS pela sua utilização em estudos de sensibilidade para predizer os efeitos das variáveis de operação no desempenho do LMS, com aplicações em projeto e otimização de unidades. Os resultados obtidos foram satisfatórios, reproduzindo bem dados experimentais disponíveis e prestando-se como ferramenta de projeto de novas unidades. A abordagem proposta de usar um modelo de coluna de adsorção em leito fixo como ponto de partida para a modelagem do processo de Leito Móvel Simulado mostrou-se apropriada, resultando num modelo rigoroso que tem aplicações em diversas situações práticas. A partir do modelo obtido abrem-se portas para novas investigações, tais como a otimização energética de uma unidade completa de LMS e o treinamento de redes neurais / Abstract: Adsorption processes are becoming increasingly important in the chemical and petrochemical industries, as well as in the areas of biotechnology, pharmaceuticals and fine chemistry. Among these processes the 8imulated Moving Bed (8MB) adsorption process is specially important when separation is difficult, as it makes use of coutercurrent operation. The objective of this work is to develop a computational model for the dynamic simulation of a 8imulated Moving Bed adsorption unit and its application on several practical situations. In this work the development of an 8MB mo deI starts from a multicomponent fixed bed adsorption column model and takes into account internal and externaJ. Mass transfer coefficients in the adsorbent particle. Phenomena description involves a system of partial differential equations in which concentrations inside and outside adsorbent particle deppends on time and column length. The system is solved numerically by the orthogonal collocation method along column length and finite differences to calculate solution through time. Three versions of the model have been developed. The first is the ideal situation where there is no dead volume between adsorption beds. The other two take into account dead volume and a delay in shifting positions of beds inlet/outlet, respectivelly. Programs were evaluated and some mIes were created concerning numerical convergence and cyclic steady state. Programs and models were evaluated for several different systems available in literature. The 8MB performance was evaluated in sensitivity studies to predict the effects of operational variables, with applications in design and optimization case studies. The results show the mo deI is reliable in reproducing experimental data and as a tool for process design. The use of a fixed bed adsorption eolumn mode! as starting point to simulate the Simulated Moving Bed adsorption unit has shown to be a suitable approaeh. A rigorous model was obtained with applieations in several praetieal situations. This model ean be used in new investigations like energy integration of an 5MB unit and neural network training / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: João Alexandre F. R. Pereira, Valdemir Alexandre dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T09:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vasconcelos_ElianeCardosode_D.pdf: 3754860 bytes, checksum: 9e207da528729142928aee3672104b7c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Os biorreatores de leito fluidizado trifásico (Tree-Phase Fluidized-Bed-Bioreactor ¿ 3PFBB) apresentam vantagens como simplicidade de construção e elevados coeficientes de transferências de calor e massa. Entretanto, tem sido constatada a falta de modelos matemáticos adequados para descrever a fluidodinâmica dos mesmos, em função da complexidade do escoamento; restringindo sua utilização industrial. Uma das principais deficiências na elaboração dos modelos existentes tem sido a adoção de uma distribuição homogênea de biomassa. O presente trabalho tem como objetivo demonstrar a existência de uma distribuição não homogênea do perfil axial da fração volumétrica de biomassa, em um 3PFBB, através da modelagem e simulação desse perfil em diferentes condições operacionais. A técnica de atenuação de um feixe de luz visível foi adaptada para permitir a realização de medidas diretas da fração volumétrica de biomassa e foi aplicada a várias seções transversais do escoamento de um 3PFBB, desenvolvido para produzir etanol com auxílio de leveduras floculantes, em escala de laboratório. Um modelo semi-empírico elaborado com auxílio da análise dimensional ajustou-se satisfatoriamente aos dados experimentais. Os resultados da simulação demonstram uma grande dependência do perfil axial da fração volumétrica de biomassa com a altura relativa, ou distância da base do leito, para diferentes vazões da fase líquida... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The Three-Phase Fluidized-Bed-Bioreactor-3PFBB have advantages as construction simplicity and high mass and heat transfers coefficients. However, has been verified a lack of mathematical models adapted to describe the fluid dynamics of the same; restricting its industrial use. One of the main deficiencies in the elaboration of the existent models is the adoption of a homogeneous biomass distribution. The present work has a objective to demonstrate the existence of a non homogeneous distribution in the axial profile of the biomass holdup, in a 3PFBB, through the modeling and simulation of that profile in different operational conditions. The technique of attenuation of a visible light beam was adapted to allow the accomplishment of direct measures of the biomass holdup and it was applied to several traverse sections of the 3PFBB flow, developed to produce ethanol with aid of flocculent yeasts, in laboratory scale. A semi-empiric model elaborated with aid of the dimensional analysis was adjusted satisfactorily to the experimental data. The results of the simulation demonstrate a great dependence of the axial profile of the biomass holdup with the relative height, or distance or the bed base, for different liquid flow rate. The simulate profiles also demonstrated an important dependence with this parameter of the process and the reduction of the concentration gradient with the increase of the liquid flow rate... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Denis J. Schiozer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T12:55:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mezzomo_CristinaCledia_M.pdf: 1491987 bytes, checksum: 81792c9c86ca0be6153b06b02109d913 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador : Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-29T02:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brogna_FabioMarceloSouza_M.pdf: 2332989 bytes, checksum: 809fde5f8ea241ec1939a9daad3c8d62 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientador: Edson Moschim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:40:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sasaki_NelsonKiyoshi_M.pdf: 677816 bytes, checksum: e73ad29727279dae498c99d2f73253e3 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo desse trabalho é estudar a aplicação da técnica de simulação a eventos discretos na simulação de Sistemas de Comunicação Óptica, considerando a camada física. É mostrada uma forma de se modelar esse tipo de sistema para que se possa aplicar a simulação a eventos discretos. É demonstrado que a orientação a processos é mais adequada para esse caso. A arquitetura do software que implementa o simulador é descrita, assim como os resultados obtidos com as simulações. Uma análise qualitativa é feita sobre os resultados, chegando-se à conclusão que o simulador, que emprega o método apresentado, executa simulações confiáveis / Abstract: This work aims to study the discrete event simulation applied to Optical Communication Systems, considering the physical layer. It is shown a way to model this kind of systems so that it can be simulated with discrete event simulation technique. It is shown that process orientation is suitable for this case. The architecture of the software, which implements the simulator, is presented, as well as the simulation results. A qualitative analysis is made on the results, ant it is concluded that the simulator, which implements the presented simulation method, runs trustable simulations / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Durante a realização de projetos de sistemas de refrigeração assistidos por sistemas de armazenagem de energia, na forma latente, é necessário que se saiba de antemão as taxas de transferência de energia dos mesmos. Na literatura soluções para este problema são escassos e não abordam todas as geometrias utilizadas para o armazenamento de energia latente, inexistindo correlaçõesmatemáticas que permitam aos projetistas prever o comportamento da fusão e da solidificação do material de mudança de fase (MMF) e as taxas de transferência de energia térmica. Na solução destes problemas são usualmente adotadas hipóteses simplificativas para amenizar o grau de complexidade da descrição matemática do problema Uma destas hipóteses constitui-se em desconsiderar o processo advectivo na transferência de calor no MMF, em sua fase líquida. Outra hipótese adotada, quando o MMF é a água pura, consiste em utilizar um comportamento linear para a massa específica ou um comportamento médio, consistindo em um afastamento da realidade. Este trabalho descreve esforços no sentido de aproximar estas soluções cada vez mais da realidade fisica do problema. São apresentadas simulações para a mudança de fase da água pura levando em conta a inversão da massa específica, em geometria polar, na forma transiente, utilizando o método de Volumes Finitos para solução das equações governantes. As soluções apresentadas, otimizadas quanto às malhas espacial e temporal, envolvem condições de contorno de primeira e terceira espécies Como resultado das soluções são apresentados o Nusselt local, ao longo da parede do cilindro além do Nusselt médio. Correlações matemáticas para o número de Nusselt médio durante a fusão e para o volume de MMF fundido, são propostos e apresentados. A evolução geométrica da fronteira de mudança de fase também é avaliada para as duas condições de contorno e diversos números de Rayleigh. Comparações entre o volume fundido considerando apenas o processo difusivo e o volume fundido utilizando a convecção são realizadas. Para a verificação da independ~encia de malha aplica-se o índice de convergência de malha (GCI) . Algumas comparações qualitativas com soluções experimentais disponíveis na literatura são apresentadas.

O objetivo do trabalho foi desenvolver um modelo de simulação capaz de estimar a equação de velocidade de infiltração da água no solo o procedimento matemático de estimativa foi baseado na técnica das diferenças finitas, no qual estima-se o volume de água que atravessa uma camada imaginária num dado intervalo de tempo. Os parâmetros necessários à simulação foram: umidade inicial, curva de retenção, condutividade hidráulica em meio saturado, densidade global e carga hidráulica. A aferição do modelo foi realizada a partir de testes de infiltração com colunas verticais de solo utilizando-se solos pertencentes a duas classes texturais distintas. Os parâmetros que mais influenciaram na simulação das equações de infiltração foram o intervalo de tempo e a condutividade hidráulica em meio saturado. Dentro do universo amostrado, não se verificou influência significativa do parâmetro volume hipotético da camada nas estimativas das equações de velocidade de infiltração / not available

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-08-29T17:50:36Z No. of bitstreams: 1 JOSE LUIZ HORACIO FACCINI D.PDF: 2621518 bytes, checksum: dd4d476949cdbcd6daccc4013cd62630 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T17:50:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSE LUIZ HORACIO FACCINI D.PDF: 2621518 bytes, checksum: dd4d476949cdbcd6daccc4013cd62630 (MD5) Previous issue date: 2008-12 / O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo de escoamentos bifásicos estratificados empregando técnicas ultra-sônicas. Um modelo teórico-numérico foi desenvolvido para simulação de um medidor ultra-sônico de vazão, que combina as técnicas de pulso-eco e de transmissão, para aplicação em escoamentos gás-líquido estratificados em dutos circulares horizontais. O modelo foi baseado nas equações de Navier-Stokes médias de Reynolds, junto com o modelo de turbulência κ - ω. Foi obtido numericamente o coeficiente hidráulico, que resulta de uma relação entre a velocidade média de líquido na seção do duto e a velocidade média de líquido ao longo da trajetória do feixe ultra-sônico. Experimentalmente, os escoamentos foram gerados em uma seção de testes horizontal constituída de um duto circular em aço inoxidável e de um trecho transparente em acrílico para permitir a visualização dos escoamentos. A técnica de pulso-eco foi usada para medição das alturas de líquido, junto com uma técnica de visualização de alta velocidade para filmagem dos escoamentos. / The aim of this work was to carry out a study on two-phase stratified flow applying ultrasonic techniques. A theoretical-numerical model was developed for the simulation of an ultrasonic flowmeter, combining the pulse-echo technique with the contrapropagating transmission technique, for application in stratified gas-liquid horizontal flow at circular ducts. The model is based on the Reynolds averaged Navier- Stokes equations, with the κ - ω closure turbulence model. The hydraulic coefficient, which expresses the ratio between the mean flow velocity in the liquid phase cross section and the mean velocity in the liquid phase along the ultrasonic path was obtained numerically. Experimentally, the flow regimes were generated in a horizontal test section formed by a stainless steel pipe with a circular cross section and by an acrylic transparent section in order to allow the flow visualization. The pulse-echo technique was used for measuring the liquid height, combined with a high-speed visualization technique to take pictures of the flow.