Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário da FEI, São Bernardo do Campo, 2015

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T06:10:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leal_JanainaFerreiraBatista_D.pdf: 4411741 bytes, checksum: 8d0ddfbcd77494a9a4293c4a9a9e667e (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o estudo numérico e experimental de tanques de armazenamento de calor sensível em líquido estratificado.Estuda-se um modelo bi-dimensional baseado nas equações de conservação da massa, conservação da quantidade de movimento e conservação da energia.Para a solução numérica utiliza-se o método de volume de controle devido a Patankar. Analisa-s a degradação da estratificação no caso de resfriamento natural com o tanque estacionário, e alguns parâmetros que influenciam os processos de carregamento e descarregamento. O modelo bi-dimensional é simplificado e apresenta-se os resultados numéricos para armazenamento a quente e a frio comparando-se estes dois modelos. Conclui-se que o modelo simplificado apresenta precisão dos resultados somente nos instantes iniciais. Compara se também os resultados numéricos com os resultados experimentais de alguns autores, onde é obtida uma concordância relativamente boa. Finalmente, compara-se os resultados numéricos e experimentais para os casos de resfriamento natural e para os processos de carregamento e descarregamento, obtendo-se uma boa aproximação entre as curvas / Abstract: The objective of this work is the numerical and experimental study of liquid stratified storage tanks by sensible heat. A two-dimensional model is employed based upon the equations for conservation of mass, momentum and energy. The numerical solution is obtained using the control - volume method due to Patankar. The degradation of stratification is analysed for the natural cooling, with stationary tank, and some parameters influencing charging and discharging operations. The two-dimensional model is simplified and the numerical results are showed for hot and cold storage, where the models are compared with each other. The simplified model is accurate only during the first instants. Numerical results are compared with experimental results of other authors, and a reasonably good agreement is obtained. Finally, the numerical and experimental results for the natural cooling, charging and discharging operations are compared and a good agreement is again obtained. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T01:33:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_LuizAugustoHorta_M.pdf: 3118643 bytes, checksum: c568025f4e03aa58242e54877de52b0c (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: Este trabalho analisa: de modo teórico ,e experimental a degradação da estratificação térmica em tanques de armazenamento por calor sensível. Desenvolve-se um modelo físico do sistema e resolve-se as equaç6es básicas pelo método das diferenças finitas. Compara-se os resultados teóricos e experimentais, com boa concordância. Analisa-se para efeito dos parâmetros geométricos e operacionais sobre a estratificação, obtendo se uma expressão de correlação. Discutem-se aspectos da estabilidade em tanques estratificados / Abstract: This work analyses theoretically and experimentally the degradation of thermal stratification in storage tanks by sensible heat. A physical model of the system 1.5 developed and the basic equations are solved by finit difference methods. Good agreement is reached with experiments. A correlation is established from the analysis of geometric and operational parameters effects on stratification. Aspects of stability in stratified tanks are also discussed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6348_1.pdf: 1348630 bytes, checksum: a07750d1c16103a973868a5c45e98d04 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Esta dissertação foi desenvolvida com o intuito de contribuir na solução dos problemas ambientais causados por vazamentos e acidentes envolvendo resíduos líquidos oriundos de derivados de petróleo. A pesquisa teve início com uma revisão bibliográfica relacionada com os derivados de petróleo e álcool e com as possibilidades de tratamento para os seus resíduos líquidos. Foi feita a caracterização físico-química dos resíduos líquidos, originários de um terminal de armazenamento de álcool e derivados de petróleo. No terminal operado pela BRDistribuidora, estes são enviados em conjunto, formando um único efluente, a um separador de água e óleo (SAO). A empresa está instalada em Pernambuco, no Complexo Portuário Industrial de Suape (CIPS). Foram realizados testes em batelada e com reatores contínuos em escala de bancada, de biodegradação aeróbia e anaeróbia utilizando lodos de origem industrial e doméstica. A atividade metanogênica de lodos anaeróbios foi avaliada em conjunto com a possibilidade de biodegradação anaeróbia do resíduo, obtendo-se resultados de atividade dentro dos valores citados na literatura. Os resultados da caracterização indicaram alta eficiência do SAO para a remoção de óleos e graxas. A Análise dos Componentes Principais, realizada com os dados da caracterização, ratificou a forte influência dos óleos e graxas no afluente e efluente do SAO. O efluente do SAO apresentou valores acima do permitido pela resolução CONAMA nº 20/86 para o parâmetro DBO. O teste aeróbio, em batelada sem inoculação, apresentou-se menos eficiente na remoção de DQO que o teste com inoculação de lodos diferentes. Com os lodos utilizados os testes de biodegradação anaeróbia apresentaram valores de remoção de DQO similares, da ordem de 87% de remoção, em um pouco menos de 9 dias de experimento. Os reatores contínuos, aeróbio e anaeróbio, apresentaram resultados similares de eficiência de remoção de DQO, ficando essa acima de 90%

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_FlavioNelson_M.pdf: 3206674 bytes, checksum: 13d3a08e501d1a7a3efe94db596a1123 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A bomba centrífuga é uma máquina dinâmica que só pode trabalhar nos pontos de sua curva. Consequentemente, a soma das resistências da tubulação e seus componentes durante a operação deve se situar exatamente na sua curva ou curva da bomba. A literatura para a seleção e especificação deste equipamento alimentando apenas um ponto como um tanque ou vaso é vasta, porém, são raros os trabalhos no que concerne a alimentação simultânea de dois ou mais tanques em cotas diferentes, que mostrem o comportamento da pressão ao longo do processo e a curva desse sistema. Esta alimentação simultânea é dita ramificada. O presente trabalho teve por objetivo projetar e montar uma unidade experimental em escala piloto para determinar a curva do sistema e a potência consumida de uma bomba centrífuga quando esta alimenta dois tanques em cotas diferentes utilizando a água como fluido referência, com viscosidade de 1,0 cP e também uma solução de açúcar a 1,2 cP. A unidade consistiu de um tanque de alimentação de 162,5 L construído em acrílico, uma bomba centrífuga com diâmetro do rotor de 200 mm acoplado a um motor em balanço de 2 CV de potência nominal, um inversor de freqüência para controlar a rotação do motor, tubulações de PVC transparentes de 1 in. de diâmetro nominal na descarga da bomba, um rotâmetro com escala de 0 - 12 m3/h, manômetro com escala 0 - 4 kgf/cm2, e dois tanques em acrílico de 72 L cada na descarga instalados em cotas diferentes. A unidade experimental que operou em regime permanente permitiu a verificação da vazão total e, por conseqüência, a determinação da vazão real em cada trecho ramificado. Os poucos trabalhos teóricos nesta área não comprovam experimentalmente a teoria, não analisam a influência de propriedades físicas e nem estimam a potência do motor. O experimento, portanto, procura comparar os dados coletados com a teoria utilizando fluidos com propriedades físicas diferentes. Este trabalho permitiu comparar os valores teóricos e experimentais com desvio de 12,5 a 20,5%, sendo proposta uma sequência teórica dividida em passos para a determinação do ponto de operação do sistema. O emprego desta sequência proposta permite reduzir os custos de instalação evitando malhas de controle, e os custos operacionais com a redução da energia consumida em sistemas industriais / Abstract: A centrifugal pump is a dynamic machine that can perform only on points on the head capacity curve or curve pump. Consequently, the sum of piping and components resistances during operation must fall exactly on the head capacity curve. The literature for the selection and specification of this equipment feeding only one point as a tank or vessel is large, however is hard to find studies regarding the simultaneous feeding of two or more tanks in different heights and showing the pressure behavior during process and the system curve. This simultaneously feeding is said branched. This study aimed to design and build a pilot-scale experimental unit to determine the system curve and the power consumption of a centrifugal pump when it feeds two tanks in different heights using in fluid viscosity of 1.0 cP, water as fluid reference as well sugar solution to 1.2 cP. The unit consisted of a feed tank of 162.5 L built in acrylic, centrifugal pump with a rotor diameter of 200 mm combined with a balance of motor 2 hp rated power, a frequency inverter to control the engine speed, PVC pipes in a transparent 1 in.nominal discharge of the pump, a flowmeter with a scale from 0 to 12 m3/ h, pressure gauge with a scale from 0 to 4 kgf/cm2, and two tanks of 72 L each in discharge also acrylic installed in different heights. The experimental unit that operated in steady state allowed the verification of the total flow and, consequently, the determination of actual flow in each passage branched. The few theoretical works in this area do not prove the theory experimentally, does not analyze the influence of physical properties and do not estimate the power of the engine. This work allowed us to compare the theoretical and experimental values with deviation of 12,5 to 20,5% being proposed after a theoretical split into steps for determining the operating point of the system. The use of this proposed sequence reduces installation costs by avoiding control loops, and operating costs by reducing the energy consumed in industrial systems / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-04-16T18:56:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Biblioteca_Diniz Ramos de Lima Junior pdf.pdf: 5006107 bytes, checksum: a48c411c4d1e3bfb09f9032dfde70aa3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-16T18:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Biblioteca_Diniz Ramos de Lima Junior pdf.pdf: 5006107 bytes, checksum: a48c411c4d1e3bfb09f9032dfde70aa3 (MD5) Previous issue date: 2013 / LIMA JÚNIOR, Diniz Ramos de. Caracterização microestrutural e mecânica de juntas soldadas utilizando os processos GTAW, FCAW e SMAW. Recife, 2013. 81 f. Dissertação (mestrado) - UFPE, Centro de Tecnologia e Geociências , Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, 2013..

A injeção da água do mar nos campos marítimos (offshore), processo este conhecido como recuperação secundária de petróleo, gera muitos resíduos e efluentes. Dentre estes, pode-se destacar a água produzida, que consiste de água de formação, água naturalmente presente na formação geológica do reservatório de petróleo, e água de injeção, aquela normalmente injetada no reservatório para aumento de produção. Sete tanques de armazenamento de água/óleo de um terminal foram monitorados quanto à presença de micro-organismos e teores de sulfato, sulfeto, pH e condutividade. Particularmente, as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que agem às expensas da atividade de outras espécies, reduzindo sulfato à sulfeto, constituindo-se num problema-chave. Os tanques de óleo codificados como Verde, Ciano, Roxo, Cinza, Vermelho, Amarelo e Azul, apresentaram comportamentos distintos quanto aos parâmetros microbiológicos e físico-químicos. Após este monitoramento, de acordo com valores referência adotados, e levando-se em conta como principais parâmetros classificatórios concentrações de BRS, bactérias anaeróbias totais e sulfeto, os dois tanques considerados mais limpos do monitoramento foram os tanques roxo e ciano. Analogamente, por apresentarem os piores desempenhos frente aos três principais parâmetros, os tanques amarelo e cinza foram considerados os mais sujos de todo o monitoramento. Após esta segregação, esses três principais parâmetros, mais a concentração de sulfato, foram inter-relacionados a fim de se corroborar esta classificação. Foi possível observar que o sulfeto instantâneo não foi o parâmetro mais adequado para se avaliar o potencial metabólico de uma amostra. Por este motivo, foram verificados os perfis metabólicos das BRS presentes nas amostras, confirmando a segregação dos tanques, baseada em parâmetros em batelada / Seawater injection for offshore petroleum recovery known as secondary petroleum, produces a high amount of residues and effluents. Among those waste solutions, produced water, consisting of formation water, naturally present during the geological formation of oil, and injection water, normally injected in the reservatory in order to increase oil recovery, deserves special attention. Seven water/oil storage tanks from an oil producing terminal were monitored for the presence of microorganisms, sulfate, sulfide, pH and conductivity. Particullarly, sulfate-reducing bacteria (SRB), acting with the help of other microbial species, deserve particular attention, due to its ability to reduce sulfate to sulfide. The storage tanks, coded as Green, Cyano, Purple, Gray, Red, Yellow and Blue, presented distinct behavior in relation to the microbiological and physico-chemical parameters. After the monitoring, according to reference values adopted for each parameter, and considering the main contribution of SRB cells, total anaerobic cells and sulfide, two tanks were considered the cleanest ones (purple and cyano). Analogously, considering the same parameters, the yellow and gray tanks were considered the dirtiest ones. After this initial segregation, those three main parameters and sulfate concentration were inter-related in order to corroborate the obtained classification for the tanks. It was possible to observe that sulfide concentration was not the most suitable parameter to be considered to predict the metabolic potential of a specific water sample. Due to this, the metabolic profiles of the SRB cells present in the samples were quantified, considering four tanks with different bacterial populations. This profile was consistent with the classification, confirming the segregation of the tanks, based on batch parameters

A injeção da água do mar nos campos marítimos (offshore), processo este conhecido como recuperação secundária de petróleo, gera muitos resíduos e efluentes. Dentre estes, pode-se destacar a água produzida, que consiste de água de formação, água naturalmente presente na formação geológica do reservatório de petróleo, e água de injeção, aquela normalmente injetada no reservatório para aumento de produção. Sete tanques de armazenamento de água/óleo de um terminal foram monitorados quanto à presença de micro-organismos e teores de sulfato, sulfeto, pH e condutividade. Particularmente, as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que agem às expensas da atividade de outras espécies, reduzindo sulfato à sulfeto, constituindo-se num problema-chave. Os tanques de óleo codificados como Verde, Ciano, Roxo, Cinza, Vermelho, Amarelo e Azul, apresentaram comportamentos distintos quanto aos parâmetros microbiológicos e físico-químicos. Após este monitoramento, de acordo com valores referência adotados, e levando-se em conta como principais parâmetros classificatórios concentrações de BRS, bactérias anaeróbias totais e sulfeto, os dois tanques considerados mais limpos do monitoramento foram os tanques roxo e ciano. Analogamente, por apresentarem os piores desempenhos frente aos três principais parâmetros, os tanques amarelo e cinza foram considerados os mais sujos de todo o monitoramento. Após esta segregação, esses três principais parâmetros, mais a concentração de sulfato, foram inter-relacionados a fim de se corroborar esta classificação. Foi possível observar que o sulfeto instantâneo não foi o parâmetro mais adequado para se avaliar o potencial metabólico de uma amostra. Por este motivo, foram verificados os perfis metabólicos das BRS presentes nas amostras, confirmando a segregação dos tanques, baseada em parâmetros em batelada / Seawater injection for offshore petroleum recovery known as secondary petroleum, produces a high amount of residues and effluents. Among those waste solutions, produced water, consisting of formation water, naturally present during the geological formation of oil, and injection water, normally injected in the reservatory in order to increase oil recovery, deserves special attention. Seven water/oil storage tanks from an oil producing terminal were monitored for the presence of microorganisms, sulfate, sulfide, pH and conductivity. Particullarly, sulfate-reducing bacteria (SRB), acting with the help of other microbial species, deserve particular attention, due to its ability to reduce sulfate to sulfide. The storage tanks, coded as Green, Cyano, Purple, Gray, Red, Yellow and Blue, presented distinct behavior in relation to the microbiological and physico-chemical parameters. After the monitoring, according to reference values adopted for each parameter, and considering the main contribution of SRB cells, total anaerobic cells and sulfide, two tanks were considered the cleanest ones (purple and cyano). Analogously, considering the same parameters, the yellow and gray tanks were considered the dirtiest ones. After this initial segregation, those three main parameters and sulfate concentration were inter-related in order to corroborate the obtained classification for the tanks. It was possible to observe that sulfide concentration was not the most suitable parameter to be considered to predict the metabolic potential of a specific water sample. Due to this, the metabolic profiles of the SRB cells present in the samples were quantified, considering four tanks with different bacterial populations. This profile was consistent with the classification, confirming the segregation of the tanks, based on batch parameters

Orientador: José Roberto Nunhez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TorresGaravito_AnaMilena_M.pdf: 2300264 bytes, checksum: 43e45d59aa30ab0f64716f86095c8a43 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Frequentemente os processos de agitação e misturas tão fundamentais são negligenciados na indústria como um todo petroquímico, farmacêutica, química, de alimentos, etc. No entanto, existem sistemas em que o desempenho desses processos depende fortemente do grau de homogeneidade conseguido durante a mistura. Quando o processo de mistura não está devidamente projetado e controlado, obtêm-se misturas com flutuações significativas nas suas características físicas e/o químicas, que no geral são indesejáveis e que suscitam perdas de lotes inteiros de produtos, aumentando o custo e o impacto ambiental do processo de produção. O custo final da energia utilizada no processo de agitação e mistura depende de vários fatores, sendo um deles o impelidor empregado. Para analisar um processo são considerados fatores de interesse como: melhor agitação, menor tempo de mistura e menor potência consumida. Este trabalho de pesquisa teve como objetivo a determinação experimental do número de potência em função do número de Reynolds nos regimes turbulento e laminar para impelidores de proximidade tipo âncora (reta e tubular) com e sem raspadores e para um impelidor do tipo helicoidal, usando como fluido pseudoplástico de alta viscosidade a carboximetilcelulose (CMC) diluída em água. Desta forma, foi possível selecionar a configuração que apresentava o menor consumo de potência. Para isto foi utilizado o protótipo em escala piloto desenvolvido pelo grupo de pesquisa do laboratório de Fluidodinâmica Computacional (LCDF) da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp / Abstract: Frequently, agitation and mixing processes, so fundamental ones, are neglected in the industry sector in general, such as petrochemical, pharmaceutical, chemical and food processing industries. However, there are systems in which the performance of the process depends strongly on the degree of homogeneity achieved during the mixing process. When the mixing process is not properly projected and controlled, mixtures with significant fluctuations regarding their physical and/or chemical characteristics are obtained, and been that usually undesirable, it may cause the loss of entire product batches, increasing the production cost and the environmental impact of the production process. The final cost of the energy used in the agitation process depends on several factors, being one of them the type of impeller used. In order to analyze any process, factors of interest such as better agitation, least mixing time and least power consumption are considered. This research aim is to experimentally determine the power number as a function of Reynolds number in turbulent and laminar regimes for anchor-type impellers (straight and tubular) with and without scrapers and for a helical-type impeller, using as a high viscosity pseudoplastic fluid the carboximethyl cellulose diluted in water. For this purpose, it was used a pilot plant scale prototype, developed by the research group of the Computational Fluid Dynamic Laboratory (LCFD) of the Chemical Engineering College at Unicamp / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

Orientadores: José Roberto Nunhez, Nicolas Spogis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CabralesNavarro_FredyAntonio_M.pdf: 2052593 bytes, checksum: d8d60c68b460ac2a2cd457e16a29e929 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O processo de homogeneização de hidrocarbonetos em tanques de estocagem de grande escala equipados com impelidores de entrada lateral desempenha um papel importante na operação de uma refinaria, visto que a qualidade do produto final depende do desempenho deste processo. A Fluidodinâmica Computacional (CFD) é a técnica mais viável para avaliar e otimizar este processo, no qual o trabalho experimental é tecnicamente complicado e custoso. Neste trabalho, a técnica CFD é empregada para simular um tanque de estocagem de diesel a escala industrial com o uso do pacote comercial ANSYS CFX 13.0. A abordagem com múltiplos sistemas de referência (MFR) é empregada para modelar a movimentação do impelidor. Os efeitos turbulentos foram incorporados mediante o modelo de turbulência Shear Stress Transport (SST). Vários arranjos impelidor(es)/tanque obtidos variando o ângulo de deslocamento horizontal em relação à linha central do tanque são usados para avaliar a influência do número de impelidores e o seu posicionamento no desempenho do processo. Perfis hidrodinâmicos, consumos de potência, tempos de homogeneização e outros parâmetros relevantes para processos de mistura são utilizados para comparar os resultados. Baseando-se nos resultados das simulações, foi possível avaliar os diferentes cenários e determinar a condição mais apropriada para levar a cabo o processo. Considerando o consumo energético, a melhor configuração é utilizando um impelidor desviado 10 º e, levando em conta o tempo de homogeneização, o melhor arranjo é com três impelidores sem deslocamento. Adicionalmente, os prós e contras das alternativas foram discutidos e os resultados mais relevantes foram reportados / Abstract: The homogenization process of hydrocarbons in large scale storage tanks equipped with side-entry impellers plays an important role in a refinery operation, since the quality of the final products depends on the performance of this process. Computational Fluid Dynamics (CFD) is the most viable technique to evaluate and to optimize this process, as experimental work is technically complicated and expensive. In this work, the CFD technique is used to simulate an industrial diesel storage vessel using the commercial package ANSYS CFX 13.0. The Multiple Frames of Reference (MFR) approach is used to model the mixer movement. The turbulent effects are incorporated by means of the Shear Stress Transport (SST) turbulence model. Several impeller(s)/tank layouts obtained by varying the horizontal offset angle from the tank center line are used to assess the influence of the number of impellers and their positioning on the performance of the process. Hydrodynamic profiles, power consumptions, homogenization times and other relevant mixing parameters are also used to compare the results. Based on the computer simulation results, it was possible to evaluate the different scenarios and to determine the most appropriate conditions to carry out the process. Considering the power consumption, one impeller deviated 10° is the configuration with the best performance and, using three impellers without deviation is the arrangement that gives the shortest mixing time. In addition, the pros-and-cons of the other alternatives are discussed and the most relevant findings are reported / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química