Escoamentos gás-líquido assim como escoamento líquido-líquido-gás em duto de geometria anular estão presentes em muitas aplicações industriais, por exemplo, em poços de petróleo direcionais. No entanto, até mesmo características globais de escoamento gás-líquido nessa geometria, como os padrões de escoamento ou gradiente de pressão, não são ainda totalmente compreendidas. E ainda, informações são escassas quando se refere a escoamento trifásico nessa geometria, cuja aplicação está relacionada ao fenômeno de inversão de fase, que é de extrema importância não apenas para ao setor petrolífero, como para a indústria alimentícia. O presente estudo experimental tem como objetivo avaliar o escoamento líquido-gás, apresentar dados inéditos de escoamento gás-líquido para três viscosidades de óleo, além de avaliar o fenômeno de inversão de fase em escoamento ascendente vertical em duto anular de grande diâmetro. Um aparato experimental inclinável com 10,5 m de comprimento foi projetado e construído para este trabalho. As dimensões radiais do duto anular estão em escala real, conforme se verifica em poços de petróleo e gás. A investigação em escoamento gás-líquido foi conduzida utilizando água, óleo e ar comprimido como fluidos de trabalho em escoamento ascendente vertical em duas geometrias: (i) um tubo com diâmetro de 95 mm e (ii) um duto de configuração anular e concêntrico, com diâmetro hidráulico de valor igual ao diâmetro do tubo. A avaliação do fenômeno de inversão de fase em escoamento trifásico foi conduzida em condições equivalentes em três geometrias: (i) tubo vertical menor com diâmetro de 50 mm, (ii) tubo com diâmetro de 95 mm e (iii) um duto anular concêntrico. Padrões de escoamento, queda de pressão e fração volumétrica de fase foram obtidos para ambos os escoamentos gás-líquido e líquido-líquido-gás. Os dados coletados nesse trabalho são de grande importância para o desenvolvimento de novas correlações de fechamento, que são essenciais para o projeto otimizado de poços de petróleo. Dados inéditos de escoamento bifásico óleo-gás são apresentados, bem como um estudo pioneiro em inversão de fase em escoamento trifásico com velocidade superficial de gás e viscosidade do óleo elevadas. / Two-phase flows as well as three-phase flow in annular geometry are present in many industrial applications, for example in oil directional wells. However, even global characteristics of gas-liquid flow in this geometry, such as flow patterns and pressure gradient are not fully understood. Moreover, information is scarce when it refers to three-phase flow in this geometry, which application is related to the phase inversion phenomenon, which is of extreme importance and not only for the oil industry. This experimental study aims to evaluate the liquid-gas flow, present new data from gas-liquid flow for three oil viscosities and evaluate the phase inversion phenomenon in vertical upward flow in large diameter annular duct. An experimental apparatus with 10.5 m length was designed and built for this work. The radial dimensions of the annular duct are similar to full scale, as observed in oil and gas wells. The investigation into gas-liquid flow was conducted using water, oil and compressed air as working fluids in an ascending vertical flow in two geometries: (i) a tube with 95 mm diameter and (ii) a concentric annular duct with hydraulic diameter equivalent to the tube internal diameter. The evaluation of the phase inversion phenomenon in three-phase flow was conducted under equivalent conditions for three geometries: (i) smaller vertical tube with 50 mm of internal diameter, (ii) tube with 95 mm of internal diameter and (iii) concentric annular duct with hydraulic diameter of 95 mm. Flow patterns, pressure drop and volumetric phase fraction were obtained for both gas-liquid and gas-liquid-liquid flows. The data collected in this study are of great importance for the development of new closing correlations, which are essential for the optimized design of oil wells. New two-phase flow data for three oil viscosities, not found in the literature, are presented as well as a pioneer study in three-phase-flow phase inversion with high oil viscosity and high superficial gas velocity.

Orientador: Dirceu Noriler. / Coorientador: Henry França Meier. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

O objetivo deste trabalho foi à purificação da toxina alfa produzida por Costridium perfringens tipo A em sistema de duas fases aquosas (SDFA) PEG/fosfato nos modos contínuo e descontínuo. Dois planejamentos fracionários sequenciais foram aplicados para estudar a partição da toxina alfa em SDFA, em função de 4 variáveis: massa molar e concentração do PEG, concentração do fosfato e pH. Os melhores resultados para o fator de purificação, rendimento em atividade e coeficiente de partição foram obtidos com PEG 8000 g/mol (15%, w/w), fosfato 20% (w/w) e pH 8.0. Este sistema permitiu um fator de purificação de 4,6 com rendimento em atividade de 230% e coeficiente de partição de 113,9 na fase PEG. Após isto, novos experimentos foram realizados para aperfeiçoar a purificação da toxina alfa com o emprego de um planejamento experimental completo 22. Nesta pesquisa a concentração do PEG 8000 g/mol e sais de fosfato pH 8,0 foram variados. O coeficiente de partição, fator de purificação e rendimento em atividade foram fortemente influenciados por estas variáveis. Aumentando ambos os fatores estudados, foi observado um aumento nas respostas, com exceção para o fator de purificação. O melhor fator de purificação (5,7) foi obtido com 17,5% e 15% das concentrações de PEG e fosfato, respectivamente. A coluna de discos perfurados rotativos (PRDC) foi usada para extrair toxina alfa a partir do sobrenadante com (PEG) (MM = 8,000 g/mol) e solução de sais de fosfato de sódio e de potássio (pH 8.0). Os resultados obtidos demonstraram que a velocidade de fluxo da fase dispersa (VD) de 3 Ml/min foi a melhor condição para as respostas hold up (ED = 0,8), eficiência de separação (ES = 100 %) e fator de purificação (Pf = 2,37), pois os melhores resultados foram obtidos nesta taxa de fluxo usando uma velocidade de rotação dos discos baixa (35 rpm), enquanto o melhor coeficiente de transferência de massa (KDa = 2,8 x10-3 min-1) foi encontrado na maior velocidade de rotação usada (140 rpm). / The aim this work was purification alpha-toxin (phospholipase C) produced by Costridium perfringens type A by aqueous two-phase systems (ATPS) PEG/phosphate in discontinue and continue mode. Two sequential half-fraction designs were applied to studying the ∝-toxin partition in ATPS, as a function of four factors: PEG molar mass and concentration, phosphate concentration and pH. The highest purification factor, yield and partition coefficient results were obtained with PEG 8000 (15%, w/w), phosphate at 20% (w/w) and pH 8.0. This system allows an ∝-toxin purification of 4.6 fold with final activity yield of 230% and partition coefficient of 113.9 in the PEG rich phase. After this, new experiments were realized for the optimization of ∝-toxin purification with employed of full experimental design. In this research the concentration of PEG 8000 g/mol and phosphate salts pH 8.0 were varied. The partition coefficient (K), purification factor (Pf) and activity yield (Y%) were strongly influenced for these variables. Increasing both factors was observed an increase of these responses, except for P Pf. The higher purification factor (5.7) was obtained with 17.5% and 15% of the PEG and phosphate concentration, respectively. A continuous perforated rotating disc contactor (PRDC) was used for extraction of ∝-toxin from the supernatant of Clostridium perfringens type A cultivations with polyethylene glycol (PEG) (MW = 8,000 g/mol) and dipotassium and sodium phosphate salt solution (pH 8.0). The results obtained demonstrated that VD = 3 L/min was by far the optimum dispersed phase flowrate for all these response variables. Besides, maximum values of ED (0.8), Es (100 %) and Pf (2.37) were obtained at this flowrate using the lowest rotational speed (35 rpm), while optimum KDa (2.8 x 10-3 min-1 ) was achieved at the highest agitation level (140 rpm).

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-11-12T13:35:25Z No. of bitstreams: 1 Melissa Grahl Figueredo_.pdf: 8476500 bytes, checksum: 0e323d417d0ad90bf62e4ef266aa2f7d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-12T13:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melissa Grahl Figueredo_.pdf: 8476500 bytes, checksum: 0e323d417d0ad90bf62e4ef266aa2f7d (MD5) Previous issue date: 2018-07-03 / Programa de Bolsas de Estudo Talentos Tecnosinos / Este trabalho apresenta o estudo para a caracterização do escoamento bifásico ar-água em um minicanal de 2,6 mm de diâmetro interno para os regimes de escoamento pistonado e bolha isolada, por meio do emprego de quatro pares de sensores ópticos: dois deles formados por emissores IR e fotodiodos como receptores, diferenciados pelo comprimento de onda dos emissores e pela área ativa dos receptores, o outro é o sensor de tubo para líquidos, formado por um emissor IR e um fototransistor como receptor e, por fim, o sensor composto por um LED branco como emissor e um LDR como receptor. Os testes foram realizados para vazões de água de 50, 75 e 100 ml/min e volumes de ar de 0,1, 0,06 e 0,02 ml, captando-se simultaneamente os sinais dos sensores e suas respectivas imagens com uma câmera de alta velocidade. Os resultados obtidos foram a fração de vazio, as curvas de calibração para os sensores, a comparação das respostas dos quatro sensores empregados e a medida da velocidade das bolhas. A calibração dos sensores é dada por meio de uma curva que relaciona a fração de vazio e a tensão do sensor. Relacionando-se as imagens e os sinais dos sensores, foi possível identificar os padrões de escoamento pistonado para os volumes de ar de 0,10 e 0,06 ml e o de bolhas isoladas para o volume de 0,02 ml. A partir da análise dos sinais dos sensores observou-se que para volume de ar de 0,02 ml o sensor de tubo para líquidos, diferentemente dos outros sensores, identificou o padrão levemente alongado da bolha. A verificação dos sinais dos sensores foi feita por meio das áreas medidas pelos sensores e aquelas obtidas através das imagens, ficando com EMR entre -9,36% e 4,49%, sendo os piores resultados os encontrados para o volume de ar de 0,02 ml. O resultado para os valores normalizados das áreas medidas pelos sensores mostrou que o sensor LDR possui resposta mais lenta durante as mudanças entre as fases líquida e gasosa, visto que a área medida por ele ficou maior em relação aos outros sensores. Nota-se ainda que o sensor de tubo para líquido foi aquele que obteve os menores tempos durante as mudanças de fases. As curvas de calibração obtidas foram melhor aproximadas por exponenciais de segunda ordem com R2 entre 0,928 e 0,897 (LDR). Por fim, a aplicação dos sensores em pares possibilitou a medida da velocidade das bolhas para as diferentes vazões de água, resultando em EMR entre -4,92 e 2,17%. / This paper presents an air-water two-phase flow characterization in a small diameter tube of 2.6 mm internal diameter for plug and isolated flow, using four pairs of optical sensors: two of them consist in IR emitter whit different wavelength and photodiodes receivers, whit distinct reception active areas, the other one is a tube liquid sensor based in an IR emitter and a phototransistor receiver and the last one is a LDR as receiver and a white LED emitter. The tests were performed for 50, 75 and 100 ml/min for water flow and 0.1, 0.06 and 0.02 ml for air volume, capturing sensors signals and its respective images in a high-speed camera. The results obtained where void fraction, sensors calibrations curves, a comparison between the four sensors response and bubbly velocity. The sensor calibration process relates void fraction and sensor signal. Images and sensor signal showed that is possible to recognize plug pattern for air volumes of 0.10 and 0.06 ml and isolated bubbly pattern for 0.02 ml. Signal sensors comparison allowed to identify that the tube liquid sensor is better in recognizing a bubbly-plug pattern. The sensors verification has compared the areas measured by the sensor and the image, the EMR results are between -9.6% and 4.49%. The worst results are for air volume of 0.02 ml. LDR sensor response is slower than the others sensors are during phase changing, since the area measured by it has been higher than the other sensors. On the other hand, tube liquid sensor showed to be faster sensor in phase changing. Despite sensors differences, four calibrations curves were obtaining and defined by second order exponentials whit R2 between 0.928 and 0.897 (LDR). Finally, the sensors in pairs allowed to measure mean velocity of bubbles for different water flow, resulting in EMR between -4.92 and 2.17%.

Submitted by CARLA MARIA GOULART DE MORAES (carlagm) on 2015-06-24T17:27:45Z No. of bitstreams: 1 Hoff_Alexandre.pdf: 2065929 bytes, checksum: 98c0be0d6bc2dd6c614a2379999cb6f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-24T17:27:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoff_Alexandre.pdf: 2065929 bytes, checksum: 98c0be0d6bc2dd6c614a2379999cb6f6 (MD5) Previous issue date: 2013-01-18 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia experimental para medição de fração de vazio em um escoamento bifásico ar-água, utilizando sensor óptico em um minicanal horizontal de 2,6 mm de diâmetro interno. O sistema de medição consiste de um diodo emissor de luz (LED) de alto brilho, uma resistência dependente de luz (LDR), um circuito amplificador e um circuito para aquisição de dados. Os experimentos são realizados com um tubo de vidro que fica entre o LED e o LDR, no qual passa a mistura ar-água e conforme o padrão de escoamento a luz é atenuada no LDR, que altera sua resistência variando a tensão. Os testes são realizados com vazões volumétricas do líquido de 160, 123 e 63 ml/min e volume de gás de 0,05 e 0,1 ml e os padrões de escoamento testados e observados foram do tipo bolhas, pistonados e golfadas. Nos ensaios são registradas imagens do escoamento, ou dos padrões de bolhas, com uma câmera de alta velocidade e o processamento destas imagens é utilizado para valid ar a técnica do sensor óptico. As áreas das bolhas, em pixels, são comparadas com as áreas das curvas do sinal do sensor óptico e uma boa correlação foi encontrada. Uma curva de calibração do sensor é apresentada para padrão de escoamento tipo bolhas, permitindo encontrar uma relação entre a fração de vazio e a tensão medida pelo sensor. Os resultados obtidos mostraram que a técnica do sensor óptico pode ser usada com bons resultados para a medição de fração de vazio média para um escoamento bifásico ar-água e para a identificação de padrões de escoamento em tubos de diâmetro reduzido. / This work presents the development of an experimental methodology for measuring void fraction in an air-water two-phase flow, using optical sensor in a horizontal mini channel of 2.6 mm internal diameter. The measurement system consists of a light emitting diode (LED) of high brightness, light dependent resistor (LDR), amplifier circuit and data acquisition circuit. The experiments are performed with the air-water flow passing through a glass tube section positioned between the LED and LDR . According to the flow pattern, light is attenuated and impinges on LDR, changing its resistance and thus varying the voltage measured by data acquisition circuit. The tests are conducted with liquid volumetric flow of 160, 123 and 63 ml/min and gas volume of 0.05 and 0.1 ml and flow patterns tested and observed were bubbly and plug. During the tests images of the flow are registered, or the bubbles flow patterns, with a high-speed camera and the processing of these images is used to validate the optical sensor technique. The bubble areas, in pixels, are compared to area under the curve produced from optical sensor signal and a good correlation was found. A calibration curve of the sensor is obtained for bubbly flow pattern, and a correlation between void fraction and the tension is proposed. The results show that the optical sensor technique is adequate for average void fraction measurements in air-water two-phase flow and for flow patterns identification in mini channels.

O presente estudo visa ampliar o conhecimento sobre a dinâmica do escoamento intermitente líquido-gás, caracterizando experimentalmente os principais parâmetros deste tipo de escoamento. Para este fim, é utilizada a bancada experimental que consta de uma linha bifásica horizontal de 9,2 m de comprimento e 25,8 mm de diâmetro. A monitoração das estruturas do escoamento bifásico foi realizada utilizando dois (02) sensores de malha de eletrodos de 12x12 nós separados 3,75 cm entre si. Os testes experimentais foram realizados para 47 condições de vazão de líquido e de gás do escoamento bifásico no padrão intermitente, levando em conta as limitações da bancada experimental. Após processar o sinal medido, é obtida a série temporal dos dados e os parâmetros característicos do escoamento intermitente em golfadas, como a velocidade da bolha alongada, frequência, comprimentos da bolha e do pistão de líquido e a fração de vazio. A distribuição de probabilidades de cada parâmetro foi aproximada com uma função probabilística, do tipo normal ou log-normal. Foram elaboradas relações funcionais para calcular os parâmetros característicos médios do escoamento em golfadas e seus respectivos desvios padrão a partir das condições de operação do escoamento (velocidades superficiais e propriedades dos fluidos). Essas correlações visam predizer o comportamento dos parâmetros do escoamento intermitente líquido-gás e podem ser utilizados como dados de entrada ou de fechamento dos modelos matemáticos existentes. Este estudo também pode servir de referência para futuros estudos e para o desenvolvimento e validação de modelos teóricos do escoamento em golfadas em dutos horizontais. / The goal of the present work is to broaden the knowledge on the dynamics of two-phase intermittent gas-liquid flows through the experimental characterization of their parameters. The experimental work was carried out at the LACIT-UTFPR labs and a two-phase flow apparatus consisting of a 25.8-mm ID, 9-m long transparent line was used. A pair of 12x12-nodes wire mesh sensors 3.75 cm apart was used to identify the existing phase at each node. A test grid comprehending a broad range of gas and liquid flow rates within the intermittent flow pattern region was chosen. The operational limitations of the experimental rig were taken into account on defining the boundaries of the aforementioned test grid. The temporal series of the data, as well as characteristic parameters of the intermittent flows such as frequency, void fraction, elongated bubble velocity and the lengths of the liquid slug and the elongated bubble were obtained after signal processing. The probability distribution of each parameter was found and approximated to a known statistical distribution such as the normal or the log-normal ones. Correlations to fit the averaged parameters and their standard deviations were proposed. The objective of such correlations is to predict the average values of the characteristic parameters of the intermittent flows so that such predicted values might be used as input data for the theoretical models developed. Finally, statistical distributions based on the empirical correlations and their normal and log-normal distributions were found. These distributions validated the aforementioned correlations, which can henceforth be used in future theoretical modelling in this field.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T11:49:34Z No. of bitstreams: 1 DEBORAH ALMEIDA DOS ANJOS - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2017.pdf: 3469250 bytes, checksum: 3edf8a20f21e939dbbc3493542611649 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T11:49:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEBORAH ALMEIDA DOS ANJOS - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2017.pdf: 3469250 bytes, checksum: 3edf8a20f21e939dbbc3493542611649 (MD5) Previous issue date: 2017-03-24 / Muitos acidentes envolvem lançamentos bifásicos de produtos químicos perigosos para a atmosfera, sendo eles muitas vezes armazenados e transportados na forma de gases liquefeitos sob a sua pressão saturada. Nestes casos, ao entrar em contato com o ambiente, o produto liberado irá se dispersar como um jato de vapor com pequenas gotículas, as quais evaporam provocando alterações na temperatura e composição do gás circundante. As gotículas maiores podem cair sobre o solo (rainout) formando uma poça que irá espalhar-se e evaporar. Gotas menores que um tamanho crítico permanecerão no jato e serão evaporadas devido ao ar arrastado. Nesse sentido, tendo em vista que a estimativa do comportamento do material liberado é necessária para a avaliação do perigo, este trabalho tem como objetivo determinar a extensão da área classificada para liberações bifásicas, utilizando como estudo de caso situações de vazamento com gás liquefeito de butano, em seu estado saturado à temperatura ambiente, e propano armazenado à 321 K e 20,64 bar. Utilizou-se o modelo proposto por Long para jato turbulento subsônico e o modelo para jato bifásico apresentado em Kukkonen para prever esta extensão. A partir da análise dos resultados observou-se para o propano como componente da liberação, um resultado satisfatório quando comparado ao obtido em CFD, apresentando ambos aproximadamente 1,3 m de extensão. A extensão para a situação de vazamento do butano apresentou um valor conservativo (86 m), tendo em vista que o orifício de vazamento possui um diâmetro considerável. Estes resultados são importantes uma vez que podem auxiliar em situações semelhantes na classificação de áreas. Tendo em vista que não há na literatura dados de extensão, este trabalho possui uma inovação prática podendo servir como base para normatização do cálculo de extensão de áreas classificadas para liberações bifásicas. / Many accidents involve biphasic release of hazardous chemicals into the atmosphere; they are often stored and transported in the form of liquefied gas under its saturated pressure. In these cases, in the contact with the environment, the released product will disperse as a steam jet with small droplets, which evaporate causing changes in temperature and composition of the surrounding gas. The larger droplets may fall on the ground (rainout) forming a pool that will spread and evaporate. Droplets smaller than a critical size will remain on the jet and will be evaporated due to entrained air. In this case, in view of estimate of the behavior of the released material is useful for a hazard assessment, this work aims to determine the extent of the classified area for biphasic releases, using as case studies liquefied gas leakage of butane, in its Saturated state at ambient temperature, and propane at 321 K and 20,64 bar. Used the model proposed by Long for turbulent subsonic jet and model for two-phase jet in Kukkonen to predict this extension. From the analysis of the results it was observed for propane as a release component, a satisfactory result when compared to the one obtained in CFD, presenting approximately 1.3 m extension. The extent to the leakage situation of the butane presented a conservative value (86 m), considering that the pouring hole has a considerable diameter. These results are important since they may help in similar situations in the classification of areas. In view of the lack of extension data available in the literature, this work has a practical innovation and can serve as a basis for standardization of the calculation of extension of classified areas for biphasic releases.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-07-17T12:32:01Z No. of bitstreams: 1 texto completo.PDF: 877853 bytes, checksum: 91f4d2df406c6258303678f36175f188 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-17T12:32:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.PDF: 877853 bytes, checksum: 91f4d2df406c6258303678f36175f188 (MD5) Previous issue date: 2001-08-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho apresenta os resultados obtidos na aplicação da técnica de modelagem híbrido-neural da extração líquido-líquido com sistemas aquosos bifásicos em extrator Graesser. Foi estudada a separação das proteínas α - lactoalbumina e β -lactoglobulina do soro de queijo em sistemas aquosos bifásicos compostos por 18 % em peso de polietilenoglicol 1500 e 18 % em peso de fosfato de potássio em pH 7. Foi empregada uma rede neural do tipo feedforward para predizer os parâmetros de transferência de massa Peclet (Pe) e número de unidades de transferência (Nox) em função das variáveis operacionais velocidade de rotação e relação de vazões das fases. Dado a escassez de dados experimentais, dados semi-empíricos foram gerados através de uma técnica alternativa baseada em erros de modelagem (GDS3), para treinamento e validação da rede. A topologia da rede foi determinada utilizando a técnica de superfície de resposta, que forneceu valores ótimos do número de camadas escondidas, do número de nodos nestas camadas e da taxa de aprendizagem. Foi definida uma rede do tipo 2-10-5-3, com uma taxa de aprendizagem de 0,001. Os dados experimentais para estudo de transferência de massa foram obtidos em um extrator do tipo Graesser. As variáveis testadas foram relação de vazão das fases e velocidade de rotação. Tendo sido usados os dados experimentais como parte do conjunto de dados para testar a rede, pode -se notar sua grande performance na predição dos parâmetros Pe e Nox em função das variáveis operacionais do extrator. O modelo da operação de extração foi obtido através do balanço diferencial de massa no extrator Graesser, para ambas as fases, tendo como parâmetros Pe e Nox. A simulação da operação foi realizada após a solução das equações diferenciais pelo método de Gauss-Seidel, sendo os parâmetros de transferência de massa Pe e Nox fornecidos pela rede neural, em função das variáveis operacionais do equipamento. O modelo híbrido-neural correlacionou os dados experimentais com boa acuracidade. Esta abordagem mostrou-se uma alternativa promissora para a modelagem de operações complicadas, como é o caso da extração líquido-líquido em extrator Graesser. / This work presents the results acquired by applying the hybrid neural modeling technique of the liquid-liquid extraction in a Graesser Contactor. The operation of separating the α -lactalbumin and β -lactoglobulin whey’s proteins was studied in a aqueous two-phase system composed by 18% polyethylene glycol (w/w) and potassim phosphate in pH 7 (w/w). A feedforward network was used to predict the Peclet (Pe) mass transfer parameters and the number of transfer unit (NTU) as a function of the operating variables speed agitation and flow ratio. Because of the scarcity of available data, a semi-empirical GDS3 based technique was used to generate the data for training and evaluating the network. Its topology was determined using the response surface technique which provided the optimum value for the number of hidden layers, the number of nodes for these layers and the learning rate. A 2-10-5-3 network was defined with a learning rate of 0,001. Because experimental data was used as part of the data set to test the network, we notice the network great performance in predicting the Pe and NTU parameters as function of the extractor operating variables. The extracting operation model was obtained by the mass differential balance in the Graesser contactor, for both phases, using Pe and NTU as parameters. The simulating was carried out after solving the differential equations using the Gauss-Seidel method with the Pe and NTU mass transfer parameters given by the neural network, and function of the equipme nt operating variables. The hybrid neural model correlated the experimental data with good accuracy. We can notice that this broaching could be a promising alternative for modeling complex operations like the liquid-liquid extraction in the Graesser contactor. / Dissertação importada do Alexandria

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1999.pdf: 3939416 bytes, checksum: 033049fbd1ac0f0c70547f5f62450137 (MD5) Previous issue date: 2007-07-30 / Universidade Federal de Minas Gerais / In-line analysis equipments play an important hole in the study of polymer blends extrusion for supplying dynamic information concerning to the morphology of the dispersed phases, such as aspect ratio and size distribution of particles. Among them, the device whose operation is based on light scattering stand out for the versatility, fast data acquisition and for its non destructive operation. Since the morphologic characteristics of the polymer blends affects directly the properties of the material, we presented in this work an improvement of an optical detector based on low angle laser light scattering (LALLS), showing that this equipment is effective in the morphologic characterization of the dispersed phase in diluted polymer dispersions. The studied systems were composed by PS, PA6, Al2O3 and TiO2 embedded in PP matrix. During the extrusion several concentrations of dispersed phase were used in transient state. The LALLS prototype detector developed is effective in the characterization of polymer dispersed phases, based in their light scattering, as well as for ceramic dispersed phases, where the light extinction phenomena are governed by light diffraction. By improving the original acquisition system (hardware and software) and the interpretation of the data, we showed that the prototype is sensitive to the concentrations, particle size distribution and differences in the refraction indexes of the dispersed phase. / Equipamentos de análise in-line exercem um papel importante no estudo de extrusão de blendas poliméricas por fornecer informações dinâmicas a respeito da morfologia das fases dispersas, tais como razão de aspecto e distribuição de tamanho de partículas. Entre eles, os aparatos cujo princípio de funcionamento baseia-se em espalhamento de luz, destacam-se por sua versatilidade, rapidez na aquisição de dados e pelo seu caráter não invasivo. Sabendo que as características morfológicas da blenda polimérica são de suma importância nas propriedades do material, apresentamos neste trabalho o aprimoramento de um detector óptico baseado em espalhamento de luz laser de baixo ângulo (LALLS), mostrando sua eficácia na caracterização morfológica de fases minoritárias em dispersões poliméricas. Os sistemas estudados foram compostos por PS, PA6, Al2O3 e TiO2 imersos em uma matriz de PP. Durante a extrusão utilizamos várias concentrações de fase dispersa em modo transiente. Vimos que o protótipo do detector LALLS desenvolvido mostrou eficácia e reprodutibilidade tanto na caracterização de fases dispersas poliméricas, cujo princípio de funcionamento é baseado em espalhamento de luz, quanto para fases cerâmicas, onde os fenômenos envolvidos são governados por efeitos de difração de luz. Através do aprimoramento na coleta (hardware e software) e da interpretação dos dados, mostramos o quanto o protótipo apresenta-se sensível a concentrações, distribuição de tamanho das partículas com diferentes índices de refração de fase dispersa.

Submitted by Roniel de Souza Lima null (roniel.engmec@gmail.com) on 2017-09-13T17:06:48Z No. of bitstreams: 1 versão final_dissertação_Roniel Lima_17 setembro 2017.pdf: 4567933 bytes, checksum: 8c4bf48e57f6f60dabd2a29c4eb7026b (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-09-15T13:34:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_rs_me_ilha.pdf: 4567933 bytes, checksum: 8c4bf48e57f6f60dabd2a29c4eb7026b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T13:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_rs_me_ilha.pdf: 4567933 bytes, checksum: 8c4bf48e57f6f60dabd2a29c4eb7026b (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho apresenta-se um modelo distribuído para análise de condensadores do tipo parede aquecida, hot-wall, usados em refrigeradores domésticos. Nesse modelo considera-se o escoamento do fluido refrigerante no interior do tubo do condensador e a transferência de calor entre a placa de revestimento externo do refrigerador e o ar ambiente. No modelo, inclui-se também a transferência de calor ao longo da fita de alumínio, usada para fixação do tubo na placa de revestimento externo e a transferência de calor através do isolamento térmico para o interior do compartimento refrigerado. O escoamento no interior do tubo é considerado unidimensional e dividido em três regiões: região monofásica de vapor superaquecido, região bifásica líquido-vapor e região monofásica de líquido sub-resfriado. O escoamento bifásico é analisado segundo o modelo homogêneo, ou seja, considerando condições de equilíbrio térmico e hidrodinâmico entre as fases. Considera-se também a queda de pressão do escoamento no interior do tubo. A fita de alumínio e a placa de revestimento externo são consideradas como aletas com extremidades adiabáticas. As equações do escoamento do fluido refrigerante: conservação da massa, quantidade de movimento e conservação de energia, são resolvidas por integração numérica e a equação de conservação de energia ao longo da fita de alumínio é resolvida pelo método de Volumes Finitos. O sistema de equações algébricas, decorrente do processo de discretização das equações diferenciais, é solucionado iterativamente por substituições sucessivas, ponto a ponto, ao longo do tubo do condensador e da fita de alumínio. Os resultados obtidos são comparados com dados experimentais disponíveis na literatura. Considerando toda a faixa de vazão em massa do fluido refrigerante analisada, 2,52 – 4,32 kg/h, o desvio absoluto médio entre os resultados calculados e os dados experimentais de capacidade do condensador foi de 1,8 %. / This work presents a distributed model for the analysis of hot-wall condensers used in domestic refrigerators. In this model, the flow of refrigerant inside the condenser tube and the heat transfer between the outer coating plate of the refrigerator and the ambient air are considered. Also included in this model the heat transfer along the aluminum tape used to hold the tube to the outer coating plate and the heat transfer through the thermal insulation into the refrigerated compartment. The flow inside the tube is taken as one-dimensional and divided into three regions: superheated vapor region, two-phase liquid-vapor region and sub-cooled liquid region. The two-phase flow is analyzed according to the homogeneous model, that is, considering conditions of thermal and hydrodynamic equilibrium between the phases. It is also considered the pressure drop of the flow inside the tube. The aluminum tape and the outer coating plate are considered as fins with adiabatic ends. The equations of the refrigerant flow: mass conservation, momentum and energy conservation, are solved by numerical integration and the energy conservation equation along the aluminum tape is solved by the Finite Volume method. The set of algebraic equations, resulting from the discretization process of the differential equations, is solved iteratively by successive iterations, point-to-point along the condenser tube and the aluminum tape. The results obtained are compared with experimental data available in the literature. Considering whole range of refrigerant mass flow rate analyzed, 2.52 - 4.32 kg/h, the mean absolute deviation between the calculated results and the experimental condenser capacity data was 1.8%.