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Modelagem matem?tica para o transporte de part?culas sujeitas a m?ltiplos mecanismos de reten??o

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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

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/13034
Date13 September 2013
CreatorsAraujo, Juliana Aragao de
ContributorsCPF:01725826950, Dutra J?nior, Tarcilio Viana, CPF:09599576420, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706483T3, Souza, Antonio Luiz Serra de, CPF:46312900720, Souza, Aparecido Jesuino de, CPF:01885285809, http://lattes.cnpq.br/0949308423020439, Vargas Junior, Eur?pedes do Amaral, CPF:60143143868, http://lattes.cnpq.br/8160347007286967, Santos, Adriano dos
PublisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia e Engenharia do Petr?leo, UFRN, BR, Pesquisa e Desenvolvimento em Ci?ncia e Engenharia de Petr?leo
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguageEnglish
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Formatapplication/pdf
Sourcereponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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