Navegando por Assunto "Fluid dynamics"

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Acesso aberto (Open Access)
Análise computacional dos campos de velocidade e temperatura do ambiente interno da usina termelétrica Santana - Amapá
(Universidade Federal do Pará, 2008-08-07) OLIVEIRA FILHO, Álvaro Henriques de; SAID, Mounsif; http://lattes.cnpq.br/8493361134195157
A simulação numérica do escoamento de ar em ambientes internos é na atualidade o método mais apropriado para análise de conforto térmico em ambientes internos. O escoamento de ar nesses ambientes configura-se como um escoamento complexo, pois, em regra geral, é uma combinação de escoamentos cisalhantes livres (jatos) e cisalhantes de parede, além disso, esses escoamentos são governados por forças de inércia e forças de empuxo, caracterizando-o como de convecção mista. A combinação desses mecanismos cria um escoamento com características complexas, como zonas de recirculação, vórtices, descolamento e recolamento de camada-limite dentre outras. Portanto, a precisão da solução estará diretamente ligada, principalmente, na habilidade do modelo de turbulência adotado de reproduzir as características turbulentas do escoamento de ar e da transferência térmica. O objetivo principal do presente trabalho foi a simulação computacional do ambiente térmico interno do galpão que abriga os geradores e motores Wärtzilä da Usina Termelétrica Santana no estado do Amapá. A formulação matemática baseada na solução das equações gerais de conservação inclui uma análise dos principais modelos de turbulência aplicados ao escoamento de ar em ambientes internos, assim como os processos de transferência de calor associados. Na modelagem numérica o método de volumes finitos é usado na discretização das equações de conservação, através do código comercial Fluent-Airpak, que foi usado nas simulações computacionais para a análise dos campos de velocidade e temperatura do ar. A utilização correta do programa computacional foi testada e validada para o problema através da simulação precisa de casos retirados da literatura. Os resultados numéricos foram comparados a dados obtidos de medições experimentais realizados no galpão e apresentou boa concordância, considerando a complexidade do problema simulado, o objetivo da simulação em face da diminuição da temperatura no interior do galpão e, também, em função das limitações encontradas quando da tomada das medições experimentais. Além disso, foram feitas simulações de estratégias de melhoria do ambiente térmico da Usina, baseadas na realidade levantada e nos resultados da simulação numérica. Finalmente, foram realizadas simulações do protótipo de solução proposto para a diminuição da temperatura interna do galpão o que possibilitará um aumento, na faixa de 20 a 30%, do tempo de permanência no interior do galpão.
Acesso aberto (Open Access)
Análise experimental do comportamento fluidodinâmico e da secagem de sementes de linhaça (Linum usitatissimum L.) em leito de jorro
(Universidade Federal do Pará, 2011-09-30) SANTANA, Elza Brandão; PINTO, Cláudio Roberto Orofino; http://lattes.cnpq.br/4833991906165550; COSTA, Cristiane Maria Leal; http://lattes.cnpq.br/0581730621014796
A linhaça é a semente da planta do linho (Linum usitatissimum L.), uma espécie polimorfa originária do linho, sendo considerada uma das 6 plantas atualmente reconhecidas pelo Instituto Nacional do Câncer dos Estados Unidos (US National Cancer Institute - NCI) por suas propriedades específicas no combate ao câncer. Parte desse reconhecimento deve-se a notável característica de ser a fonte mais rica de precursores de lignina (esteróide vegetal de ação análoga ao estrógeno de mamíferos) na dieta humana. A variedade utilizada neste trabalho foi a “Linseed” de cor marrom e o objetivo deste trabalho foi analisar a fluidodinâmica dessa partícula em leito de jorro, estabelecida pelas medidas de tomadas de queda de pressão no leito a partir das deflexões em relação às velocidades de ar crescente e decrescente, obtendo assim informações para a determinação de parâmetros correlacionados ao processo, como: velocidade de mínimo jorro, queda de pressão máxima, queda de pressão no jorro estável e queda de pressão no mínimo jorro. Estes valores foram comparados aos correspondentes valores obtidos por equações empíricas citadas na literatura. Foi também avaliado o comportamento da secagem da matéria prima, mediante um planejamento estatístico 22, tendo com as variáveis de entrada temperatura do gás (Tg) e o tempo de operação (t), para a quantificação das variáveis de resposta razão de umidade (Xr, adim.), germinação (G, %) e o índice de velocidade de germinação (IVG, t-1) e analisadas estatisticamente pelo planejamento fatorial completo com três repetições no ponto central. A cinética de secagem das sementes de linhaça, previamente umidificadas, foi realizada nas temperaturas de 45, 55 e 65 °C, e dentre os três modelos propostos, o modelo de Midilli et al., foi que melhor descreveu aos dados experimentais. Para os parâmetros fluidodinâmicos observou-se que a correlação de Gorshtein e Mukhlenov (1965) apresentou os menores desvios para queda e pressão de mínimo jorro e jorro estável, Abdelrazek (1969) apresentou o menor desvio para a velocidade no mínimo jorro e Pallai e Németh (1969) descreveu adequadamente a queda de pressão máxima. Foi observado que a carga de sementes e a temperatura exerceram influência significativa nos parâmetros fluidodinâmicos em leito de jorro. Com base na análise do planejamento estatístico proposto pode-se concluir que os parâmetros de entrada temperatura do gás e tempo de operação exerceram influência significativa sobre todas as variáveis de resposta, sendo observada influência quadrática das variáveis de entrada ao se observar a significância da curvatura sobre os parâmetros: Razão de umidade, Germinação e Índice de Velocidade de Germinação, propondo-se modelos representativos destes parâmetros com a presença da curvatura, apresentando um coeficiente de determinação (R2) superior a 99 %.
Acesso aberto (Open Access)
Contribuição à análise do transporte pneumático em fase diluída
(Universidade Federal do Pará, 2011-10) GOMES, Luiz Moreira; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Este trabalho é uma contribuição à análise do transporte pneumático em fase diluída. Trata do estudo dos parâmetros chave relacionado ao transporte de partículas sólidas por uma corrente gasosa em tubulações horizontais e verticais. Esses parâmetros são as velocidades críticas de transporte e a queda de pressão na tubulação. Assim, é feita a análise das principais correlações existentes na literatura voltadas para a previsão de tais velocidades críticas e, então, propostas para uso as mais confiáveis. Neste sentido, também foi desenvolvida uma equação para a previsão da velocidade de captura de partículas no fundo de uma tubulação horizontal. Em seguida foi analisado o comportamento da queda de pressão em função das propriedades das partículas sólidas e do sistema com o uso de dois softwares, sendo que um deles não considera em sua formulação a influência da zona de aceleração na queda de pressão. Assim, foi possível entender qual a contribuição do comprimento de aceleração na queda de pressão total e qual a faixa de aplicabilidade de cada um desses softwares. Foi feita ainda a análise da sensibilidade da porosidade inicial na queda de pressão na tubulação em função de parâmetros tais como a vazão mássica dos sólidos, o comprimento da tubulação, a massa específica das partículas sólidas e o diâmetro da tubulação.
Acesso aberto (Open Access)
Transporte pneumático fluidizado: estudos de casos aplicados à indústria do alumínio primário
(Universidade Federal do Pará, 2011-08) VASCONCELOS, Paulo Douglas Santos; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Este trabalho é uma contribuição à ciência e à aplicação da tecnologia desenvolvida sobre leito e transporte fluidizado de materiais particulados usados nos processos industriais. No caso de leitos fluidizados desenvolveu-se uma equação semi-empírica para predição da velocidade mínima de fluidização da alumina fluoretada, pó de crosta e outros materiais particulados usados nos processos industriais com resultados bastantes satisfatórios comparados com os resultados experimentais em relação às equações disponíveis na literatura. Estudou-se também o comportamento dos ângulos de repouso e de fricção interno interpartículas propondo-se equações constitutivas para esses ângulos para alumina fluoretada como função da velocidade superficial de fluidização. Em uma segunda etapa propõem-se uma equação para predição da capacidade de transporte de calhas e tubos fluidizados com resultados de boa qualidade em relação aos experimentos realizados nos tubos fluidizados. Este tubo fluidizado por sua concepção pode operar em ângulos ascendentes em relação ao plano horizontal sendo uma contribuição tecnológica desta tese para diminuição da taxa kWh/ton de material particulado manuseados nos processos industriais.