Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JulianaAA_TESE.pdf: 2312979 bytes, checksum: 31c1a19cbf37d537febd576ec54e5eb2 (MD5) Previous issue date: 2013-09-13 / Discrepancies between classical model predictions and experimental data for deep bed filtration have been reported by various authors. In order to understand these discrepancies, an analytic continuum model for deep bed filtration is proposed. In this model, a filter coefficient is attributed to each distinct retention mechanism (straining, diffusion, gravity interception, etc.). It was shown that these coefficients generally cannot be merged into an effective filter coefficient, as considered in the classical model. Furthermore, the derived analytic solutions for the proposed model were applied for fitting experimental data, and a very good agreement between experimental data and proposed model predictions were obtained. Comparison of the obtained results with empirical correlations allowed identifying the dominant retention mechanisms. In addition, it was shown that the larger the ratio of particle to pore sizes, the more intensive the straining mechanism and the larger the discrepancies between experimental data and classical model predictions. The classical model and proposed model were compared via statistical analysis. The obtained p values allow concluding that the proposed model should be preferred especially when straining plays an important role. In addition, deep bed filtration with finite retention capacity was studied. This work also involves the study of filtration of particles through porous media with a finite capacity of filtration. It was observed, in this case, that is necessary to consider changes in the boundary conditions through time evolution. It was obtained a solution for such a model using different functions of filtration coefficients. Besides that, it was shown how to build a solution for any filtration coefficient. It was seen that, even considering the same filtration coefficient, the classic model and the one here propposed, show different predictions for the concentration of particles retained in the porous media and for the suspended particles at the exit of the media / Discrep?ncias encontradas entre dados experimentais e previs?es feitas a partir do modelo cl?ssico foram relatadas por v?rios autores. Para entender essas discrep?ncias, um modelo anal?tico cont?nuo para a filtra??o profunda ? proposto. Neste modelo, cada mecanismo de reten??o est? associado a um coeficiente de filtra??o diferente. Foi mostrado que os coeficientes de filtra??o n?o podem ser somados e considerados em um ?nico coeficiente de filtra??o global como se apenas um mecanismo de reten??o atuasse no sistema, o que ? feito no modelo cl?ssico. Al?m disso, foram obtidas solu??es expl?citas para o sistema de equa??es que representam o modelo proposto. Tais solu??es foram usadas para ajustar os dados experimentais, e um bom ajuste foi obtido. Comparando os resultados obtidos com rela??es emp?ricas dispon?veis na literatura foi poss?vel identificar o mecanismo de reten??o mais atuante na filtra??o. Foi mostrado ainda, que quanto maior o tamanho das part?culas injetadas, mais atuante ? o mecanismo de exclus?o pelo tamanho e maiores as discrep?ncias entre o modelo proposto e o modelo cl?ssico. Os modelos cl?ssico e proposto foram comparados atrav?s de uma an?lise estat?stica. Tal an?lise mostrou que os ajustes feitos com o modelo proposto s?o significativamente melhores que os ajustes feitos com o modelo cl?ssico, principalmente quando o mecanismo de exclus?o pelo tamanho ? o mais atuante na filtra??o. Neste trabalho foi, tamb?m, estudado a filtra??o de part?culas em meio poroso com capacidade finita de filtra??o. Observou-se, neste caso, que ? necess?rio considerar mudan?as nas condi??es de fronteira com a evolu??o do tempo. Foi obtida a solu??o para tal modelo para diferentes fun??es de coeficiente de filtra??o. Al?m disso, foi mostrado como construir a solu??o para um coeficiente de filtra??o qualquer. Observou-se que, ainda que se considere o mesmo coeficiente de filtra??o, o modelo cl?ssico e o modelo proposto apresentam previs?es distintas para as concentra??es de part?culas retidas no meio e de part?culas em suspens?o na sa?da do meio

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-02-02T13:32:33Z No. of bitstreams: 1 EduardoRangelGomes_DISSERT.pdf: 1771839 bytes, checksum: 0f40c4426c285f3831c755c9be934db3 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-02-08T20:00:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EduardoRangelGomes_DISSERT.pdf: 1771839 bytes, checksum: 0f40c4426c285f3831c755c9be934db3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T20:00:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoRangelGomes_DISSERT.pdf: 1771839 bytes, checksum: 0f40c4426c285f3831c755c9be934db3 (MD5) Previous issue date: 2015-11-13 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / O trabalho de pesquisa objetiva desenvolver uma modelagem matem?tica e computacional do processo de filtra??o profunda durante o transporte de part?culas em suspens?o em meios porosos. Inicialmente, desenvolvemos um modelo matem?tico estoc?stico baseado em equa??es diferenciais parciais para modelar o processo de filtra??o profunda em meios porosos com a exclus?o pelo tamanho como mecanismo de captura. O modelo ? constitu?do das equa??es da conserva??o de massa de part?culas em suspens?o, cin?tica de captura de part?culas e cin?tica de obstru??o de poros. Considerando algumas hip?teses, foram obtidos modelos matem?ticos reduzidos, e consequentemente foram obtidas algumas solu??es anal?ticas para o transporte de part?culas e cin?tica de obstru??o de poros. Do ponto de vista num?rico, propomos algumas formula??es de m?todos de volumes finitos de primeira e segunda ordem n?o-oscilat?rios, satisfazendo uma condi??o CFL. Deduzimos formula??es preliminares discretas dos m?todos de Lax-Friedrichs (LxF) e Nessyahu e Tadmor (NT) baseados no algoritmo REA, com o intuito de introduzir as ideias iniciais do m?todo de volumes finitos de Kurganov e Tadmor (KT). Realizamos a discretiza??o do m?todo KT para equa??es diferenciais hiperb?licas homog?nea e n?o-homog?nea com o objetivo de simularmos o processo de filtra??o profunda. Para a resolu??o da equa??o do transporte de part?culas utilizamos o m?todo KT e para a cin?tica de obstru??o de poros fizemos uso da fam?lia de m?todos de Runge-Kutta. Simula??es num?ricas foram realizadas utilizando as formula??es discretas obtidas via m?todos de volumes finitos e o m?todo de Runge-Kutta, com o intuito de analisar a acur?cia e efici?ncia da metodologia num?rica apresentada. Finalmente, utilizamos a metodologia num?rica proposta com o objetivo de obtermos solu??es num?ricas do processo de filtra??o profunda, e consequentemente comparar os resultados num?ricos com as solu??es anal?ticas obtidas para os modelos matem?ticos reduzidos, possibilitando avaliar a acur?cia das formula??es discretas. Por fim, propomos solu??es num?ricas do processo de filtra??o profunda para avaliarmos como ocorre o transporte de part?culas em suspens?o em meios porosos. Para isso, foram utilizados diferentes tamanhos de part?culas e poros.