Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9024_1.pdf: 7861997 bytes, checksum: d7323a07176d46d4c8bc477873ebf17d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / O comportamento fluidodinâmico do riser de um modelo a frio tipo FCC foi investigado por meio das medidas da distribuição da concentração do catalisador com atenuação gama e simulação com modelo matemático. No riser do modelo a frio, MEF, com 0,032 m de diâmetro 2,3 m de comprimento circula o leito fluidizado cujos componentes são ar e catalisador de FCC. A unidade MEF opera com controle automático e instrumentos de medidas das variáveis fluidodinâmicas. A distribuição axial da concentração do catalisador foi medida utilizando-se uma fonte de Am-241 e detector de NaI(Tl) associado a multicanal com software de aquisição e avaliação de dados. O MEF foi adaptado para a validação de modelo fluidodinâmico que descreve o escoamento no riser, como por exemplo, a introdução de injetor para controle do fluxo de sólidos em circulação. Modelos matemáticos foram selecionados na literatura, analisados e testados para simular a fluidodinâmica do riser. Foi estudada e implementada uma metodologia para validar modelos fluidodinâmicos. As etapas do trabalhos foram desenvolvidas de acordo com a metodologia de validação, como planejamento de dados experimentais, estudo das equações que descrevem a fluidodinâmica, aplicação de solvers computacionais e avaliação da simulação em comparação com os dados experimentais. Corridas foram realizadas com as condições do MEF definidas para medir a concentração do catalisador e sendo medidas simultaneamente as variáveis fluidodinâmicas, velocidade dos componentes e variação da pressão no riser. Em seguida foram comparados valores simulados e valores experimentais, com o tratamento estatístico dos dados, visando a precisão requerida para validar o modelo fluidodinâmico. Os testes de comparação entre dados experimentais e simulados foram realizados sob os critérios de validação. O comportamento fluidodinâmico do riser foi analisado, os resultados e a concordância com a literatura foram discutidos. O modelo adotado foi validado nas condições de operação do riser do MEF, para uma faixa de vazão do gás de 3 a 6 m/s e o valor da razão de escorregamento entre 1 e 2

O objetivo deste trabalho foi a análise do movimento do fluido dentro de um segmento de vórtice em anel gerado através da ação magnetohidrodinâmica e o monitoramento do seu movimento resultante, de modo a oferecer condições de visualização usando velocimetria a laser com técnica de processamento de imagens de partículas envolvidas na circulação. O objetivo final desta linha de pesquisa é que através de análises de dados como as velocidades envolvidas na circulação obtida, possa modelar corpos em movimento em fluidos, de forma que o arrasto devido ao seu deslocamento possa ser reduzido. O movimento circulatório a que foi submetido o fluido sem meios mecânicos, ou seja, por meio de uma força resultante da ação de campos conjugados, teve a função de criar campos de baixa pressão tendo, para isso, acelerado o fluido em um circuito fechado restrito pela atuação da força e das paredes da célula de ensaio. O movimento do fluido, com a leitura da variação de velocidades em pontos diferentes do circuito teve o auxílio de um equipamento ótico que forneceu todas as variações, mesmo as mínimas, mostrando que tal aparato pode ser desenvolvido para a obtenção de melhores resultados. / The aim of this work involves the analysis of fluid flow, using sea water stimulated by localised magnetohydrodynamic induction within an experimental glass sided receptacle. The above mentioned apparatus simulated one segment of a three dimensional apparatus capable of creating a flow pattern very similar to that of a vortex ring. Particle Image Velocimetry techniques using a copper vapour laser with computerised image and data acquisition system were used to analyse the flow in the experimental segment. The final aim of this line of research is to be able to eventually model the shape of bodies in movement within a fluid when combined with the use of a magnetohydrodynamically induced flow field in such a way as to significantly reduce fluid drag forces on the body. Circulatory movement was induced in the fluid within the confines of the experimental tank using a locally applied Lorentz field force between electrodes to accelerate the fluid. Both the electrical and magnetic fields were controlled independently using separate external rectified a.c. circuits. The aim of the fluid movement described above was to induce low static pressure over a specific surface area. The analysis of the fluid movement, including the measurement of velocities in different points of the circuit was attained using specialised optical equipment linked to a computerised data acquisition and analysis system. The results, which included exceptionally low velocity readings, showed thatsuch equipment possesses the potential for developed for the attainment of better results in the future.

O objetivo deste trabalho foi a análise do movimento do fluido dentro de um segmento de vórtice em anel gerado através da ação magnetohidrodinâmica e o monitoramento do seu movimento resultante, de modo a oferecer condições de visualização usando velocimetria a laser com técnica de processamento de imagens de partículas envolvidas na circulação. O objetivo final desta linha de pesquisa é que através de análises de dados como as velocidades envolvidas na circulação obtida, possa modelar corpos em movimento em fluidos, de forma que o arrasto devido ao seu deslocamento possa ser reduzido. O movimento circulatório a que foi submetido o fluido sem meios mecânicos, ou seja, por meio de uma força resultante da ação de campos conjugados, teve a função de criar campos de baixa pressão tendo, para isso, acelerado o fluido em um circuito fechado restrito pela atuação da força e das paredes da célula de ensaio. O movimento do fluido, com a leitura da variação de velocidades em pontos diferentes do circuito teve o auxílio de um equipamento ótico que forneceu todas as variações, mesmo as mínimas, mostrando que tal aparato pode ser desenvolvido para a obtenção de melhores resultados. / The aim of this work involves the analysis of fluid flow, using sea water stimulated by localised magnetohydrodynamic induction within an experimental glass sided receptacle. The above mentioned apparatus simulated one segment of a three dimensional apparatus capable of creating a flow pattern very similar to that of a vortex ring. Particle Image Velocimetry techniques using a copper vapour laser with computerised image and data acquisition system were used to analyse the flow in the experimental segment. The final aim of this line of research is to be able to eventually model the shape of bodies in movement within a fluid when combined with the use of a magnetohydrodynamically induced flow field in such a way as to significantly reduce fluid drag forces on the body. Circulatory movement was induced in the fluid within the confines of the experimental tank using a locally applied Lorentz field force between electrodes to accelerate the fluid. Both the electrical and magnetic fields were controlled independently using separate external rectified a.c. circuits. The aim of the fluid movement described above was to induce low static pressure over a specific surface area. The analysis of the fluid movement, including the measurement of velocities in different points of the circuit was attained using specialised optical equipment linked to a computerised data acquisition and analysis system. The results, which included exceptionally low velocity readings, showed thatsuch equipment possesses the potential for developed for the attainment of better results in the future.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1537.pdf: 960457 bytes, checksum: fa5ba0f807495889541d760a9070fd84 (MD5) Previous issue date: 2007-03-13 / Universidade Federal de Sao Carlos / Pneumatic transport is an operation where powdery and granular materials are conveyed through a pipeline suspended in a gas flow. It is usually found in several industries segments and it is used as a carrier, such as, in beans production; drying operation, like grain dryers; or as reactors, in cracking catalytic reactions, combustion operations and precalciner. One of most important parts in a pneumatic conveying is the feeding system since in this area takes place an abrupt change of momentum due the introduction of solids and this influences the fluid dynamic of the system. The purpose of this wok was to carry out a study of influence of three feeders (gravity feeder, gravity feed concerted with a reduction of area and gravity feed concerted with a venturi) in the fluid dynamic of the system, identifying the main aspects of the feeders and their effects in the global system. The influence of dp and the throat diameter in the venturi feeder was evaluate. Experimental data showed that the fluid dynamic and feeding device was linked, and the shape and size of the feeder and the particle size dictated the possible operation conditions for the transport. Finally, was observed that in the literature, many authors don t consider the feeding system in their studies about pneumatic conveying. However, the results showed that special attention should be given to the feeders, since it can generate high pressure losses which increase the systems costs or even make it impracticable. / O transporte pneumático consiste em uma operação na qual materiais pulverulentos ou granulares são transportados através de uma tubulação, suspensos em uma corrente de gás. É comumente encontrado em diversos segmentos industriais, sendo utilizados como transportadores, por exemplo, na produção de grãos; como secadores, na secagem de cereais e bagaço de cana para queima; ou como reatores, em reações de craqueamento catalítico, operações de combustão e calcinação. Dentre as partes que compõem um leito pneumático, a alimentação é uma das áreas mais cruciais e importantes, uma vez que a fluidodinâmica do leito sofre alteração devido à brusca mudança de quantidade de movimento que ocorre neste ponto provocada pela inserção da fase particulada. O objetivo principal deste estudo foi realizar uma análise fluidodinâmica num loop pneumático com três diferentes configurações de alimentadores (alimentador gravitacional; alimentador gravitacional combinado com bocal redutor e alimentador gravitacional combinado com Venturi), identificando cada aspecto importante em relação à configuração de alimentação e seu efeito no sistema como um todo. A influência do diâmetro de partícula (dp) na fluidodinâmica do leito, operando com os alimentadores citados, foi analisada. Finalmente, uma avaliação da influência do diâmetro de garganta do alimentador Venturi foi realizada. Pelos resultados obtidos é possível confirmar que, de fato, a fluidodinâmica de um transportador pneumático é relacionada com o sistema de alimentação, e que a configuração, formato e tamanho destes, ditam as condições operacionais possíveis para tal sistema. Outro fator que também influi na delimitação destes limites é dp. Finalmente, nota-se que na literatura, muitos dos trabalhos referentes a transportadores pneumáticos não consideram a alimentação nas suas análises e muitos deles nem mesmo descrevem o tipo de alimentação utilizada. Porém, os resultados do presente trabalho evidenciam que atenção especial deve ser dispensada ao sistema de alimentação, pois este pode gerar elevada perda de carga, onerando o sistema ou mesmo inviabilizando-o.

O transporte de fluidos e produtos petroquímicos através de malhas dutoviárias é uma opção extremamente difundida, tanto em aplicações industriais envolvendo longas distâncias quanto em sistemas de distribuição nos quais um determinado fluido deve ser entregue a um grande número de usuários ou processos. Em ambos os casos, para uma operação eficiente e segura da malha, é necessário um sistema de detecção de vazamentos, que detecta e avalia rapidamente a ocorrência de um vazamento, especialmente quando o fluido transportado for tóxico e/ou inflamável. Neste sentido, a análise hidráulica em escoamentos transitórios tem sido particularmente útil aos propósitos de detecção de vazamentos. Sistemas de observação para essa análise podem revelar uma quantidade substancial de informações relativas às propriedades físicas e o nível de integridade do sistema, pois as ondas de pressão resultantes são afetadas pelos diversos dispositivos e fenômenos, incluindo os vazamentos. Este trabalho apresenta a construção e validação de um modelo de simulação numérica adequado para uma nova técnica de detecção de vazamento, baseada na inspeção acústica ativa da tubulação, capaz de detectar vazamentos pré-existentes. Resultados numéricos foram comparados com os obtidos de ensaios experimentais realizados no oleoduto piloto do Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais da Universidade de São Paulo, no campus de São Carlos - SP e de dados experimentais da literatura. Os resultados confirmam que o modelo numérico capta corretamente a física do fenômeno de propagação. Particularmente, uma boa concordância foi encontrada entre parâmetro de atenuação experimental e numérico, o que valida o modelo como um preditor on-line para ser usado em um sistema de detecção de vazamento. / The transportation of petrochemical products through pipelines is the most common option, both in industrial applications involving long distances as well as in distribution networks in which a product must be delivered to a number of processes or customers. Due to safety and environmental reasons, the operation of such pipelines must include an on-line Leak Detection System (LDS) which promptly detects and assesses the occurrence of a leak, particularly if the transported product is toxic or inflammable. Analysis of hydraulic transients has been particularly useful for leak detection purposes. System observation for such analysis can reveal a substantial amount of information concerning physical properties and the integrity of the system, since pressure waves are affected by different features and phenomena, including leaks. This work presents the construction and validation of a numerical model suited to the simulation of a new leak detection technique, based on active acoustic inspection of the pipeline, which is capable of detecting pre-existing leaks. Numerical results were compared to the ones obtained from experimental tests conducted at the pilot pipeline of the Industrial Multiphase Flow Laboratory at University of São Paulo in the campus of São Carlos - SP and experimental data from literature. Results confirm that the numerical model captures the correct physics of the propagation phenomena. Particularly, a good agreement was found between experimental and numerical attenuation parameter, which validates our model as an on-line predictor to be used in a LDS system.

O transporte de fluidos e produtos petroquímicos através de malhas dutoviárias é uma opção extremamente difundida, tanto em aplicações industriais envolvendo longas distâncias quanto em sistemas de distribuição nos quais um determinado fluido deve ser entregue a um grande número de usuários ou processos. Em ambos os casos, para uma operação eficiente e segura da malha, é necessário um sistema de detecção de vazamentos, que detecta e avalia rapidamente a ocorrência de um vazamento, especialmente quando o fluido transportado for tóxico e/ou inflamável. Neste sentido, a análise hidráulica em escoamentos transitórios tem sido particularmente útil aos propósitos de detecção de vazamentos. Sistemas de observação para essa análise podem revelar uma quantidade substancial de informações relativas às propriedades físicas e o nível de integridade do sistema, pois as ondas de pressão resultantes são afetadas pelos diversos dispositivos e fenômenos, incluindo os vazamentos. Este trabalho apresenta a construção e validação de um modelo de simulação numérica adequado para uma nova técnica de detecção de vazamento, baseada na inspeção acústica ativa da tubulação, capaz de detectar vazamentos pré-existentes. Resultados numéricos foram comparados com os obtidos de ensaios experimentais realizados no oleoduto piloto do Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais da Universidade de São Paulo, no campus de São Carlos - SP e de dados experimentais da literatura. Os resultados confirmam que o modelo numérico capta corretamente a física do fenômeno de propagação. Particularmente, uma boa concordância foi encontrada entre parâmetro de atenuação experimental e numérico, o que valida o modelo como um preditor on-line para ser usado em um sistema de detecção de vazamento. / The transportation of petrochemical products through pipelines is the most common option, both in industrial applications involving long distances as well as in distribution networks in which a product must be delivered to a number of processes or customers. Due to safety and environmental reasons, the operation of such pipelines must include an on-line Leak Detection System (LDS) which promptly detects and assesses the occurrence of a leak, particularly if the transported product is toxic or inflammable. Analysis of hydraulic transients has been particularly useful for leak detection purposes. System observation for such analysis can reveal a substantial amount of information concerning physical properties and the integrity of the system, since pressure waves are affected by different features and phenomena, including leaks. This work presents the construction and validation of a numerical model suited to the simulation of a new leak detection technique, based on active acoustic inspection of the pipeline, which is capable of detecting pre-existing leaks. Numerical results were compared to the ones obtained from experimental tests conducted at the pilot pipeline of the Industrial Multiphase Flow Laboratory at University of São Paulo in the campus of São Carlos - SP and experimental data from literature. Results confirm that the numerical model captures the correct physics of the propagation phenomena. Particularly, a good agreement was found between experimental and numerical attenuation parameter, which validates our model as an on-line predictor to be used in a LDS system.