Orientador: Maria Cristina de Castro Cunha, Sergio Nascimento Bordalo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T18:16:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Choi_KwonIl_M.pdf: 11167592 bytes, checksum: 3a4e847e7aae165842a98a7d85c33aa1 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Um novo modelo computacional foi introduzido para a simulação de escoamento bifásico vertical em regime transiente lento, visando apenas o fenômeno convectivo. Utilizam-se os conceitos do modelo de deslizamento juntamente com as relações constitutivas específicas dos regimes de escoamento em bolhas, pistonado e anular. O movimento da fase gasosa é tratado de forma Lagrangeana, ao passo que a conservação da massa de líquido e a conservação da quantidade de movimento da mistura são realizadas numa malha Euleriana. O modelo foi adaptado para simular vários fenômenos transientes convectivos de poços de petróleo equipados para a elevação pneumática (gas-lift). Os resultados indicam versatilidade e robustez do método para as condições de contorno que variam de maneira drástica, tais como: variação de vazões de fluidos, variações bruscas de restrição ao fluxo e até mesmo um fechamento completo do poço que, num instante anterior, estava aberto para fluxo pleno. O modelo é especialmente adequado para as simulações de fluxo descontrolado (kick) de gás e indução de surgência por meio de tubo flexível (jet-lift) pela sua capacidade de acompanhar as sucessivas posições de gás de forma contínua / Abstract: A new computational model is introduced for describing long-term transient aspects of two-phase vertical flow, focusing the convection phenomenon only. The model uses the concepts ofthe drift-flux model along with specific constitutive relations for bubble, slug and annular flow. The motion of gas is treated with Lagrangean cells, whereas mass and momentum conservation is done upon an Eulerian grid. The model has been adapted to simulate a number of convective transient phenomena occuring in gas-lift wells. The results indicate high versatility and robustness of the model to face severely changing boundary conditions like: varying production rate, sharp changes in the choke diameter and instantaneous shutdown of the flowing well at the surface. The model is specially suited to simulate gas kickand jet-lift operations due to its ability to follow the successive positions of the gas / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador : Arai Augusta Bernardez Pecora / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JulioCesarDainezide.pdf: 3544364 bytes, checksum: 5f5bcec1c491f1094822cf28451af169 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Equipamentos de alimentação de sólidos particulados são fundamentais em sistemas gás sólido em processos como secagem em leito fluiclizado transporte pneumático combustão de carvão gaseificação de biomassa e reações de síntese em leitos fluiclizados. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e o estudo experimental de uma nova geometria de válvula, denominada válvula cônica, adequada para controle da descarga de sólidos particulados quentes provenientes de reatores com leito fluiclizado. A válvula em estudo foi acoplada à parede de um combustor operando com leito fluiclizado permitindo o controle da descarga de partículas sólidas quentes em direção a um trocador de calor também operando em regime de leito fluiclizado. Ela consiste basicamente de uma haste central com extremidade cônica que se movimenta no interior de um tubo. A haste central possui circulação interna de água de res:fiiamento além de possuir injeção de ar pressurizado que escoa através da haste sendo ejetado na superficie lateral do cone para o arraste das partículas. O levantamento da literatura sobre fatores que influem na descarga de sólidos particulados através da válvula foi efetuado como base para a realização de um planejamento experimental de dois níveis que permitiu calcular o número de ensaios necessários para identificar o efeito de cada variável sobre o processo estudado. Foram analisadas as mt1uências das seguintes variáveis sobre a descarga de sólidos através da válvula: razão entre as áreas de abertura e do tubo de entrada da válwla, queda de pressão entre as suas extremidades; diâmetro médio do material particulado e temperatura do leito tluidizado no combustor. A utilização de técnicas estatísticas básicas para a realização do planejamento experimental possibilitou o estudo de diversas variáveis simultaneamente e as mt1uências dessas sobre as variáveis de resposta. A análise dos resultados mostrou que a descarga de sólidos sofre mt1uência estatisticamente significativa dos fatores: razão entre as áreas de abertura e do tubo de entrada da válvula e queda de pressão entre as extremidades da válvula / Abstract: Feed valve are essential devices in gas-solid systems, in process as fluidized bed drying, pneumatic transport, coal combustion, biomass gasification and synthesis reactions in fluidized beds. All require a feed valve for the particulate solid to control the mass flow rate entering andlor leaving the processo. This work presents the development and the experimental study of a new solid feed valve design, named cone valve, suitable for controlling mass flow rate of hot solid particles leaving a fluidized bed reactor. The proposed device was connected to the wall of a fluidized bed combustor, allowing mass flow rate control of the hot solid particles leaving the reactor towards a fluidized bed heat exchanger. The developed cone valve has basica11y a central shaft with conical extremity moving inside a tube. Cooling water flows inside this central shaft besides pressurized air injection flowing intemally towards the cone lateral surface. Literature review showed factors that have some intluence on the solid mass flow rate control across the cone valve allowing a statistical ana1ysis procedure in order to identifY the effect of each factor on the processo. The following variables were investigated: ratio between opening arealtransversal tube area at the valve entrance; pressure gradient diference between the valve extremities; particle diameter and temperature of the fluidized bed. Application of a fundamental statistical method for planning the experimental procedure allowed simultaneous study of several variables and the identification of their inBuence on the feeder valve performance. The analysis of results showed that the mass flow rate through the valve has a statistically significant inBuence ftom the factors: ratio between opening area and pipe diameter at the valve entrance and valve pressure diference between the valve extremities / Universidade Estadual de Campi / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um código computacional destinado à simulaçáo numérica tridimensional e de escoamentos compressíveis hipersônicos em especial para analisar o processo de reentrada de veículos espaciais na atmosfera terrestre. Devido ás temperaturas elevadas encontradas neste tipo de escoamento, efeitos de altas temperaturas sáo incluídos, como excitação vibracional das moléculas e reações químícas. Utiliza-se o modelo de 2 temperaturas (translacional e vibracional);5 espécíes (N2, O2, NO, N, O) e 17 reações químicas de Park [1986 para o modelamento do fenômeno termo-químico. Introduz-se uma formulação baseada no método dos elementos finitos, através do esquema de Taylor-Calerkin, para a discretização do tempo e do espaço e para a solução do sistema de equações. Alguns exemplos e aplicações de problemas hipersônicos bi e tridimensionais, difusivos e não difusivos, são apresentados, incluindo comparações entre os resultados obtidos no presente trabalho e na literatura.

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:02:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campese_GilsineiMarques_D.pdf: 3429433 bytes, checksum: 99937444b046618fe48859f8f5bf4cc9 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: o sistema de duas fases aquosas explora a capacidade de dois polímeros, ou de um polímero e um sal, se separarem em duas fases aquosas sempre que certas concentrações mínimas sejam excedidas. Neste trabalho, o objetivo é a determinação do índice de recuperação da bromelina do caldo do abacaxi, utilizando, para isso, uma microcoluna agitada por campânulas pulsantes, para três tamanhos de linhas de amarração, três pH' s diferentes e três vazões de alimentação. A caracterização desse sistema bifásico aquoso é formada por um polímero regional, o polissacarídeo do cajueiro (Policaju). Sendo o elevado custo dos polímeros envolvidos o principal entrave à aplicação em grande escala da partição bifásica aquosa, este sistema apresentou a possibilidade em reduzir esse custo, aumentando a competitividade da partição bifásica aquosa como processo alternativo frente aos processos tradicionais de recuperação de bioprodutos. Os resultados demonstraram um aumento do índice de recuperação com o aumento da velocidade de rotação e com o aumento da composição do sistema. A análise do perfil de extração contínua da bromelina do caldo do abacaxi demonstrou que o maior índice recuperação da proteína foi obtido para as seguintes condições: sistema 13%PEG4000-22%Policaju em uma microcoluna pulsada com 3 campânulas à velocidade de 60 rpm com velocidade total de alimentação 11,12mL/min e pH 8,0 que foi de 68,82% / Abstract: Aqueous two-phase system explores the possibility of solutions of two polymers or one polymer and one salt separating into two immiscible aqueous phases, when certain critical concentrations are exceeded. This work was characterised by the KA W ASE recovery index analysis of the bromelain of pineapple juice, using a pulsed column for three sizes of tie lines, three different pH's and three feeding flows. The characterisation of a new aqueous two-phase system is based on a regional polymer, the polysaccharide of cashew nut tree (Policaju). Since the cost of the phase forming polymers is the main drawback on the large scale application of aqueous two-phase partition, this system showed the possibility of decreasing this cost by increasing the applicability of biphasic partition as an alternative technique to the traditional recovery processes of bio products. The results showed an increase of the recovery index with an increase of the rotation speed and with an increase of the system composition. The profile analysis of continuous extraction of the bromelain of pineapple juice demonstrated that the largest protein recovery was obtained for the following conditions: 13%PEG4000-22% Cashew nut tree system in pulsed column with 3 rotative disks at the speed of 60 rpm with total of feeding speed of 11,12 mL/min, and pH 8,0 which was 68,82% / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador : Abel Maia Genovez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:16:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sartori_Aderson_M.pdf: 1834880 bytes, checksum: b460f45424ea0d48e9f810202d806fba (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VanegasPrada_JoseWalter_M.pdf: 11097549 bytes, checksum: 699b562b48e72a0e8fb3c54193077e29 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O aumento da importância dos óleos pesados dentro do cenário energético viabiliza a exploração de reservatórios considerados inicialmente como não rentáveis. Isto leva à procura de tecnologias que otimizem o processo de desenvolvimento de um campo deste tipo. Em vista disso, este trabalho consiste em propor uma nova alternativa na elevação dos óleos pesados: a utilização do escoamento anular óleo -água (core flow). Este tipo de escoamento é induzido pela injeção lateral de pequenas quantidades de água, com o fIm de lubrifIcar o óleo o qual escoa formando um núcleo central dentro do tubo. Para tal fIm se construiu um aparato experimental em escala de laboratório no qual se testou a tecnologia em um tubo vertical de 2,76 cm de diâmetro, para um óleo de 17,6 Pa.s com ótimos resultados. O core flow permitiu reduzir a perda de carga por atrito em mais de 1000 vezes, com relação à do escoamento monofásico de óleo, sendo da mesma ordem da encontrada no escoamento monofásico de água à vazão da mistura. A perda de carga total foi diminuída 93 vezes com respeito ao escoamento monofásico de óleo. Além disto, foi desenvolvida uma correlação para determinar o gradiente de pressão no escoamento vertical ascendente, a partir das vazões e propriedades dos líquidos e da fração volumétrica de óleo. Esta foi calculada utilizando outra correlação desenvolvida para o caso vertical. A correlação foi validada com os dados deste trabalho e comparada com os de uma outra fonte, com excelentes resultados / Abstract: The increase in importance of heavy oil in the energy scenario makes it viable the exploitation of initially unprofitable reservoirs. This leads to the search of technologies capable to improve the development of heavy oil fields. In view of this scenario the present work proposes a new technology for heavy oil lift by using the core annular flow pattem (shortly "core flow"). This flow arrangement can be induced through the lateral injection of relatively small quantities of water, in order to get a lubricated oil core in the pipe. With this objective in mind, an experimental apparatus was built and tested at a laboratory scale (1 in. vertical pipe) with an 17.6 Pa.s oil and water at room temperatures. The experiments were quite successfuL The core ¿ flow allowed to reduce the friction pressure drop by more than 1000 times with respect to single phase oil flow and is of the same order as the flow of water alone at same total flow rate. The total pressure drop was reduced 93 times with respect to single phase oil flow. Finally, a physically based correlation for friction pressure drop in upward core flow was developed and validated with our measurements. Comparison of this correlation with data from another source gave excellent results. Besides the fluid properties and flow rates, the correlation requires the volumetric fraction ofthe oil, which is determined from another correlation / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador : Carlos Alberto Gasparetto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:13:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TelisRomero_Javier_D.pdf: 3459450 bytes, checksum: ba95e19706196ebf08ca45aa2ae9e18c (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Neste trabalho foi abordado o escoamento laminar com transferência de calor em regime permanente, no interior de tubos cilíndricos, para fluidos não-newtonianos do tipo pseudoplástico e dilatante. Os fluidos utilizados foram soluções poliméricas de amido de milho modificado, K-carragena e goma xantana, cujas características reológicas foram determinadas em reômetro de cilindros concêntricos. O comportamento desses fluidos é descrito pelo modelo de Ostwald-de Waele e é do tipo: t = K ? n sendo que o parâmetro material K, índice de consistência, apresentou uma dependência da temperatura conforme a equação: K = K' exp [b(T-T')] Os casos tratados abrangem uma faixa 0,0262=Gz*= 0,324 e foram resolvidos pelo método das diferenças finitas e experimentalmente. O problema de transferência de calor tem como condição inicial o escoamento plenamente desenvolvido com temperatura uniforme. As condições de contorno adotadas foram: temperatura da parede constante e fluxo de calor no centro do tubo igual a zero. Foram desprezadas a dissipação viscosa e a condução de calor na direção axial. Os resultados da modelagem para a hidrodinâmica e coeficientes de transferência de calor em escoamentos não-isoviscosos podem ser aplicados de forma prática e rápida para os casos de transferência de calor de interesse prático / Abstract: This work deals with steady state laminar flow with heat which transfer through cylindrical ducts of non-Newtonian fluids are of pseudoplastic and dilatant type. The fluids employed were polimeric solutions of modified corn starch, K-carragena and Xantana gum. Their rheological cylinders characteristics were determined in a concentric rheometer. The behaviour of the fluids is described by the Ostwald-de-Waele model and is of the type: t = ? n where the material parameter K, index of consistency, presented a temperature dependence according to K = K' exp [b(T-T')] The cases under study are in the range of 0,0262=Gz*= 0,324 and were solved both by finite difference method and experimentally. The heat transfer problem considers the initial condition of fully developed flow, with uniform temperature. The boundary conditions are: constant temperature at the tube wall and zero thermal flux at the center of the tube. Viscous dissipation and axial heat conduction were not considered. The modelling for the hydrodynamics and heat transfer coefficients in non-isoviscous flow can fast and easily be applied to practical situations of heat transfer / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Carlos Alberto Gasparetto, Walter Esteves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-20T20:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArevaloPinedo_Aroldo_M.pdf: 2205735 bytes, checksum: d779309031849cc1b2503eb9a8e1d1df (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um reator de recirculação para hidrogenação de óleos vegetais. O reator consiste de um conversor cilíndrico, uma bomba de diafragma para recirculação da suspensão catalítica, um trocador de calor para aquecimento e ou resfriamento e um ejetor tipo venturi para aspirar e misturar as fases reagentes. Este reator, devido à utilização do ejetor, assegura uma mistura contínua e uniforme das fases reagentes envolvidas no processo: gás, líquido e sólido, evitando assim a presença de um agitador mecânico. Foram medidas as temperaturas de entrada e de saída no trocador de calor para estudar as características de operação, do comportamento hidrodinâmico e da transferência de calor durante o aquecimento e resfriamento na recirculação da suspensão catalítica. Os resultados experimentais do balanço térmico foram interpretados na forma de correlações adimensionais e coeficientes de transferência de calor. As concentrações de catalisador estudados estão na faixa de 0,01 - 0,05% em peso. A vazão de suspensão é de 6 l/min e vazão de sucção de hidrogênio é de 3,09 l/min. Verificou-se que a concentração de catalisador aparentemente não afeta o escoamento da suspensão, embora tenha efeito importante nos coeficientes de troca de calor. O processo de hidrogenação de óleo vegetal mostrou, 'bons resultados quanto à velocidade de reação conseguindo-se a queda de até 60 unidades de índice de iodo no período de 90 minutos / Abstract: This is an experimental work for the development of a loop reactor for hydrogenation of vegetable oil. The reactor system has a cilindrical body, a diafragm pump for recirculation of the suspension catalystic, an heat exchanger for heating/cooling and a venturi ejector to mix the reacting components. This ejector maintains a continuous and uniform suspension of solids (catalyst) and hydrogen in oil thus avoiding a mechanical agitator. Temperatures of inlet and outlet at the heat exchanger were measured in order to describe the behaviour of that piece of equipment during heating/cooling of the reacting suspension. Thermal behaviour was described in terms of non dimensional parameters and heat transfer coefficients. Catalyst concentration was in the range 0.01 % to 0,05% weigth. Flow rate of suspension was 6 I/min and the hydrogen was 3.09 I/min . Flow behaviour didn't show dependance from catalyst concentration but was important for heat transfer. Hydrogenation was conducted whit success at rates of the order of up to 60 iodine value (IV) units reduction per 90 minutes / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bianco_LuisCarlosBaralho_M.pdf: 3691727 bytes, checksum: 534d59b6ded81dd0360d43315db9fc38 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Desenvolve-se neste trabalho um estudo a respeito dos fenômenos de escoamento envolvidos nas operações de "jet-lifting", objetivando reduzir o consumo de nitrogênio, maximizar o volume de fluido recuperado e diminuir o tempo de operação. Concebeu-se e foi construída uma coluna de testes, composta de um tubo de produção de 0,062 m DI (2,441 pol) e um "flexitubo" de 0,0254 m DE (1,0 pol) , interno ao primeiro, que procura simular a situação real de operação do "jet-lifting". Determinou-se experimentalmente, os fatores de fricção monofásicos para o escoamento de ar e de água em geometria anular, assim como o fator de fricção para o escoamento de ar no interior de tubo flexível. Para este estudo, foi calculada analiticamente a tensão de cisalhamento média nas paredes de um anular excêntrico. Elaborou-se um modelo numérico baseado na equação do balanço da quantidade de movimento, que procura simular o comportamento do sistema, na determinação das vazões de líquido recuperado. Na análise do escoamento bifásico vertical ascendente, foram utilizados os modelos propostos por Caetano[10], para o cálculo das frações volumétricas médias de líquido e gradientes de pressão e por Zubler & Findlay[70] , para o calculo das vazões de líquido. Da comparação entre os dados obtidos, concluiu-se que o modelo teórico empregado apresenta uma boa concordância com os dados experimentais / Abstract: This work presents a study about the flow phenomena in jet-lifting with the purpose to reduce the nitrogen consumption, to maximize the fluid recovery and to reduce the operation time. A column of tests was designed and built, with a external 2.441 in 1D tubing pipe and a internal 1.0 in OD coiled tUbing, simulating the real situation of the jet-lifting operation. The Fanning friction factor was experimentaly determined for one-phase flow of water, one phase of air and two-phase air-waterin the anular geometry. A numerical model was developed in order to compare theoretical with experimental results / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T20:42:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ataide_CarlosHenrique_M.pdf: 1388045 bytes, checksum: 6e79bca6ab123336848810c95d81255a (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Podemos sublinhar que a contribuição deste trabalho esta na tentativa de se encontrar uma expressão mais genérica, em função dos parâmetros pertinentes ao escoamento, para se prever a velocidade de transição do regime laminar para o turbulento de modo mais consistente, que permite projetar minerodutos de maneira mais eficiente e econômica ¿Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: The objective of this research has been to obtain a more general expression to predict the transition velocity from laminar to turbulent flow in more efficient and economical slurry pipeline designs ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química