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Título [Principal]: Introdução a modelagem em 3D para reatores air-lift empregando o "metodo dos volumes finitos" na resolução da fluidodinamica (CFD)
Autor(es): Mardonny Nazareno Barreira
Palavras-chave [PT]:

Metodo dos volumes finitos , Simulação (Computadores) , Dinamica dos fluidos ,
Titulação: Mestre em Engenharia Química
Banca:
Rubens Maciel Filho [Orientador]
Resumo:
Resumo: O objetivo deste trabalho foi um estudo das metodologias Euler-Euler e Euler- Lagrange e a conseqüente modelagem da fluidodinâmica dos Reatores Air-Lift em conjunção com a resolução numérica das equações resultantes. Pesquisou-se a aplicação da Computational Fluid Dynamics-CFD nos campos da Engenharia Química dando ênfase aos escoamentos multifásicos, devido a ocorrência dos mesmos em Reatores Air-Lift, percebendo-se uma deficiência na literatura no que se refere a aplicação das ferramentas associadas à CFD na modelagem da fluidodinâmica de tais sistemas. Estudou-se os fenômenos físicos preponderantes nos Reatores Air-Lift e as principais inter-relações, buscando um melhor entendimento do processo real, incluindo possíveis simplificações na modelagem matemática, no intuito de torná-la mais tratável do ponto de vista numérico, sem que haja perdas na descrição dos principais fenômenos físicos de interesse. Efetuou-se uma revisão da literatura listando os tipos de Reatores Air-Lift, condições de operação, vantagens e desvantagens, bem como as principais dificuldades na modelagem visando o projeto e análise de tais reatores. Fez-se uma exegese do Método dos Volumes Finitos que constitui o alicerce dos métodos numéricos empregados na solução das equações diferenciais parciais que descrevem a Fluidodinâmica. Empregou-se as ferramentas associadas à Fluidodinâmica Computacional, através do uso do software CFX versão 5.5.1, obtendo-se resultados numéricos para escoamentos no External-Loop Air-Lift Reactor, empregado como estudo de caso. As simulações de escoamentos monofásicos apresentaram convergência dentro do critério trabalhado, fornecendo resultados dotados de realismo físico. Percebeu-se dificuldades consideráveis no que tange a solução numérica de escoamentos bifásicos em Reatores Air-Lift que foram discutidas tendo o embasamento oriundo do estudo do Método dos Volumes Finitos em conjunção com a literatura referente a aplicação da CFD na modelagem da fluidodinâmica dos Bubble Column Reactors, utilizando como agente intercambiador o estudo dos Manuais e Tutoriais fornecidos pelos desenvolvedores do código CFX, versão 5.5.

Abstract: The objective of this work was a study of the methodologies Euler-Euler and Euler-Lagrange and the consequent modeling of the fluid dynamics of the Air-Lift Reactors in conjunction with the numerical resolution of the resultant equations. It was searched application of the Computational Fluid Dynamics-CFD in the fields of Chemical Engineering giving emphasis to the multiphase flows, had the occurrence of same in Air- Lift Reactors perceiving itself a deficiency in literature as for application of the tools associates to the CFD in the modeling of the fluid dynamic of such systems. One studied the preponderant physical phenomena in the Air-Lift Reactors and the main interrelationships, searching one better agreement of the real process, including possible simplifications in the mathematical modeling, in the intention of will become it more treatable of the numerical point of view, without that it has losses in the description of the main physical phenomena of interest. A revision of literature was effected listing the types of Air-Lift Reactors, conditions of operations, advantages and disadvantages, as well as the main difficulties in the modeling aiming at the project and analysis of such Reactors. One became exegesis of the Method of the Finite Volumes that constitutes the foundation of the used numerical methods in the solution of partial the distinguishing equations that describe the fluid dynamics. One used the tools associates to CFD, through the use of software CFX version 5.5.1, getting itself resulted numerical for flows in the External-Loop Air-Lift Reactor, used as case study. The simulations of single-phase flows had presented convergence of the worked criterion inside, supplying resulted endowed with physical realism. One perceived considerable difficulties in that it refers to the numerical solution of two-phase flows in Air- Lift Reactor that had been argued having the deriving basement of the study of the Method of the Finite Volumes in conjunction with referring literature the application of the CFD in the modeling of the fluid dynamics of the Bubble Column Reactors using as one interchanges agent the study of Tutorial Manuals and supplied by the developers of code CFX, version 5.5.
Data de Defesa: 14-05-2003
Código: vtls000296169
Informações adicionais:
Idioma: Português
Data de Publicação: 2003
Local de Publicação: Campinas, SP
Orientador: Rubens Maciel Filho
Instituição: Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica
Nível: Dissertação (mestrado)
UNICAMP: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Dono: admin
Criado: 13-08-2003 17:32
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