Navegando por Assunto "Transferência de massa"

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Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de um modelo via MEF para análise da dispersão de poluentes em rios, lagos e estuários
(Universidade Federal do Pará, 2012-03) LIMA, Rômulo Correa; BLANCO, Claudio José Cavalcante; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Água doce de boa qualidade é um pré-requisito para o desenvolvimento social e econômico de uma dada região. Paradoxalmente, este mesmo desenvolvimento é, normalmente, responsável pela poluição de suas fontes hídricas, através de despejo de resíduos domésticos ou industriais sem tratamento, ou através de atividades agrícolas. Desta forma, o monitoramento e o gerenciamento destas fontes são de extrema importância para o bem estar da população. Entre as possíveis ferramentas para auxiliar este gerenciamento, encontra-se a simulação computacional de transporte de poluentes nos meios hídricos. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um procedimento para a solução computacional da equação de advecção-difusão-reação em 2D, a qual é a base para todos os modelos de transporte de massa. O processo consiste na união entre os métodos de elementos finitos e de diferenças finitas na discretização das componentes espaciais e temporal, respectivamente. Esta metodologia foi avaliada em testes com dados sintéticos e também reais. No primeiro considerou-se o caso de transporte de massa por advecção pura para certificar a estabilidade nos casos em que as formulações clássicas falham. No segundo simulou-se o transporte de um poluente hipotético em um trecho de rio e obtiveram-se os efeitos próprios do arraste devido à advecção e o espalhamento devido à difusão. O último teste examinou o transporte de fósforo total no lago Água Preta a partir das águas bombeadas do rio Guamá e de fontes pontuais localizadas nas margens deste reservatório. O resultado da simulação mostrou a potencialidade do algoritmo em tratar casos mais próximos da realidade.
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Desenvolvimento de unidade piloto de transferência de massa gás/líquido: redução da reatividade do resíduo da indústria de alumina através da reação com gases de combustão
(Universidade Federal do Pará, 2013-02) VENANCIO, Luis Carlos Alves; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
O refino de bauxita utilizando o processo Bayer produz de 0,7 a 2,0 t do resíduo conhecido como lama vermelha e cerca de 1,0 t de CO2 para cada tonelada de alumina produzida. O resíduo de bauxita apesar de não ser particularmente tóxico, apresenta riscos ao meio ambiente devido ao grande volume e a sua reatividade. De acordo com a tecnologia mais recente tem parte da umidade removida e é empilhado em depósitos impermeáveis especialmente construídos. Mais de 95% do resíduo de bauxita que já foi produzido no mundo (2,6 Bt até 2007) foi descartada, principalmente em depósitos em terra. Esta tese mostra o projeto, a construção e a operação de uma unidade de transferência de massa gás líquido em escala piloto com o objetivo de testar a redução da reatividade do resíduo de bauxita através da reação com gás de combustão. Como ganho adicional há a redução da emissão de dióxido de carbono e dióxido de enxofre. Esta unidade, composta por três reatores, foi projetada de modo a consumir o mínimo de energia, utilizar os efluentes da maneira mais eficiente possível e minimizar o custo de investimento. Foram realizados 25 experimentos com duração de 80 a 520 minutos cada um. Os gases foram analisados com o uso de sensores eletroquímicos e infravermelho não dispersivo na entrada e saída. O pH foi mensurado durante e após a reação de modo a avaliar os resultados curto e longo prazo bem como a estabilidade das reações. Foi demonstrada a viabilidade de reagir o resíduo de bauxita com os gases provenientes da combustão de fontes fósseis da própria refinaria sem processamento prévio com o pH de estabilização atingindo 10,5.
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Desidratação osmótica à vácuo do filé de mapará (Hypophthamus edentatus)
(Universidade Federal do Pará, 2014-03-28) MACIEL, Renan de Almeida; RODRIGUES, Antonio Manoel da Cruz; http://lattes.cnpq.br/7524720020580309; PENA, Rosinelson da Silva; http://lattes.cnpq.br/3452623210043423
O objetivo do trabalho foi avaliar o processo de desidratação osmótica a vácuo do filé de mapará (Hypophthamus edentatus). Filés de mapará com dimensões de 5 x 2 x 0,5 cm foram submetidos a desidratação osmótica a vácuo, de acordo com um delineamento composto central rotacional 24, no qual foram avaliados os efeitos das variáveis independentes temperatura, tempo, pressão de vácuo e concentração de NaCl, sobre as variáveis dependentes perda de água (PA), ganho de sólidos (GS) e atividade de água (aw), visando obter uma condição ótima de processo com maior PA, menor GS e menor aw. A cinética da desidratação osmótica do mapará foi realizada nas condições ótimas, onde foram acompanhados os parâmetros PA, GS e aw, em função do tempo de processo. O modelo empírico proposto por Azuara et al. foi utilizado para representar a cinética de transferência de massa durante o processo de desidratação osmótica. O filé de mapará apresentou 76,70% de umidade, 15,57% de proteínas, 5,38% de lipídeos e 0,93% de cinzas. A concentração de NaCl (linear) foi a variável que apresentou maior efeito sobre as variáveis dependentes, sendo positivo sobre a PA e o GS e negativo sobre a aw. Os modelos obtidos para PA, GS e aw foram significativos a 95% de confiança e apresentaram falta de ajuste não significativa, sendo úteis para fins preditivos. Foi determinada como condição ótima para o processo: concentração de NaCl de 25%, temperatura de 25°C e tempo de 120 min. O modelo proposto por Azuara et al. apresentou bons ajustes aos dados experimentais de PA e GS da cinética de desidratação osmótica do filé de mapará. O filé de mapará sofreu redução de umidade após desidratação osmótica nas condições ótimas, entretanto não atendeu a umidade recomenda pela legislação para pescado salgado, já o teor de cloretos aumentou e atendeu a legislação para pescado salgado. Em relação a cor instrumental, foram observadas, após desidratação osmótica, diferenças estatisticamente significativas para luminosidade (L*) que diminuiu, indicando que o mapará escureceu e para o ângulo de tonalidade (h°) que aumentou, mas ainda indicou tendência ao amarelo.
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Determinação de parâmetros de transferência de massa e de propriedades termodinâmicas na secagem curcuma longa L. usando a técnica de refractance window
(Universidade Federal do Pará, 2020-12-01) CUNHA, Natasha; RODRIGUES, Antonio Manoel da Cruz; http://lattes.cnpq.br/7524720020580309
O rizoma de Curcuma longa L. (CL) apresenta quantidade significativa de amido, lipídeos, vitaminas, minerais e compostos bioativos importantes. A CL é uma especiaria aromática com potencial ação corante natural. Entretanto, estes rizomas são perecíveis, sendo necessário um tratamento de desidratação. A secagem por Refractance Window (RW) é uma técnica bastante eficaz no processo de desidratação. Até onde se sabe, nenhuma informação sobre desidratação ou predição de parâmetros de transferência de massa e propriedades termodinâmicas de CL usando essa técnica encontra-se disponível na literatura. Deste modo, este estudo teve como objetivo determinar parâmetros de transferência de massa e propriedades termodinâmicas que controlam o processo de secagem da Curcuma longa L. por Refractance Window a diferentes temperaturas (70, 80, 90° C), por meio aplicabilidade do modelo analítico desenvolvido por Dincer e Dost (1995). Observou-se que o processo de desidratação das amostras ocorreu em um curto período de tempo. O conteúdo de umidade in natura foi de 80.71±1.12 % (b.u.) e do produto seco variou de 20.81 a 17.34% (b.u.). As amostras de CL submetidas a secagem com exaustão obtiveram uma pequena influência sobre a taxa de secagem quando comparada as amostras sem exaustão. Segundo modelo de Dincer & Dost difusividade da umidade variou de 5.21 × 107 m².s-1 a 12.89 × 107m².s-1 sem exaustão e 7.89 × 107 m².s-1 a 19.67 × 107m².s-1 com exaustão e o coeficiente de transferência de massa variou na faixa de 9.79 × 105 a 6.73 × 105 m.s-1 sem exaustão e 8.86 × 105 a 0.51 × 105 m.s-1 com exaustão. Todos os valores de entropia (ΔS) obtidos relacionados à secagem da CL por RW foram negativos (ΔS < 0). O estudo mostrou que o sistema com exaustão teve uma pequena influência sobre a taxa de transferência de massa durante a secagem da amostra de CL. As propriedades termodinâmicas apontaram para um processo não espontâneo, com valores positivos de entalpia e energia livre de Gibbs, e valores negativos de entropia.
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Estudo do processo de salga e secagem de camarão (Litopenaeus vannamei) cultivado no estado do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2011-08-10) CORREA, Ana Cristina Leite; CORRÊA, Nádia Cristina Fernandes
Realizou-se o estudo de duas formas de conservação de alimentos, salga e secagem, no camarão oriundo de cultivo no Estado do Pará. O processo de salga foi realizado em salmouras com concentrações de 36% m/m a 80ºC e 38% m/m a 100ºC, utilizando o camarão in natura com casca e sem casca, com e sem agitação para avaliar a influência destas variáveis durante o processo. O processo de secagem foi realizado em camarão pré-cozido/salgado da Fazenda Nossa Senhora de Fátima, localizada no município de Curuçá/Pará, nas temperaturas de 60ºC, 80ºC e 100ºC. Com relação ao tratamento da salga, os fatores que mais influenciaram no processo foram a concentração e a agitação; quanto ao processo de secagem, observou-se um tempo de secagem menor para a temperatura de 100ºC. Foi proposta uma modelagem matemática ao processo de salga a partir da Lei de Fick. O melhor ajuste para o processo foi realizado com o camarão sem cabeça e casca, com agitação (R2 =0,99), os valores de difusividade efetiva variaram de 0,9x10-8 a 2,0x10-8. A cinética da secagem do camarão foi ajustada com os modelos de Henderson e Pabis, Midilli et al., Newton, Page e Wang e Singh. O modelo de Midilli et al. apresentou melhor ajuste aos dados cinéticos de secagem do camarão nas temperaturas de 80ºC e 100ºC.
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Soluções híbridas por transformadas integrais para o escoamento magnetohidrodinâmico com transferência de calor em canais de placas paralelas
(Universidade Federal do Pará, 2015-06-26) PONTES, Fábio de Andrade; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
O presente estudo consiste em analisar a dinâmica do escoamento magnetohidrodinâmico de fluidos newtonianos condutores elétricos no interior de um canal de placas planas paralelas submetido a um campo magnético externo uniforme, em que a formulação matemática dos modelos é dada em termos de função corrente, obtida a partir das Equações de Navier-Stokes e da Equação da Energia. As suposições adotadas são de regime permanente, escoamento laminar e incompressível e propriedades físicas constantes. Admite-se também que o campo magnético externo, aplicado na direção normal ao escoamento, permanece uniforme, não sendo, dessa forma, influenciado por nenhum efeito magnético interno. Para a solução das equações governantes do problema físico, a Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) é aplicada a este sistema de equações diferenciais parciais e uma solução híbrida (numérico-analítica), a qual é computacionalemente implementada utilizando-se a linguagem de programação científica FORTRAN 90. Com o objetivo de ilustrar a consistência da técnica da transformação integral, análises de convergência são efetuadas e apresentadas. Resultados para os campos de velocidade e de temperatura, bem como potenciais correlatos são gerados e comparados com os da literatura em função dos principais parâmetros de governo. Uma análise aprofundada sobre a sensibilidade paramétrica dos principais parâmetros adimensionais, tais como número de Reynolds, número de Hartmann, número de Eckert, parâmetro elétrico e número de Prandtl, para algumas situações típicas é realizada.
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A técnica da transformada integral aplicada em modelos de transporte de massa em meios porosos
(Universidade Federal do Pará, 2015-02-27) FERREIRA, Josiel Lobato; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
A Técnica da Transformada Integral Generalizada (GITT) foi utilizada, em um primeiro momento, na análise do processo de extração supercrítica, no estudo da extração de β- caroteno de cenouras, óleo de sementes de gergelim, óleo de canola e óleo de priprioca. Neste caso analisou-se o efeito do tamanho das partículas, pressão e temperatura na quantidade acumulada extraída e o efeito do fluxo na taxa de extração. Utilizou-se dois modelos, baseados em balanços materiais no leito e na partícula, para tentar descrever o processo e os resultados foram comparados com resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura. Em um segundo momento a GITT foi utilizada na modelagem e simulação do processo de reforma de metano com CO2 em reator catalítico de leito fixo. Os catalisadores utilizados foram de Níquel suportados em Alumina ( Ni  - Al2O3 ). Neste caso avaliou-se o efeito da temperatura nos perfis de concentração de todos os componentes envolvidos. Utilizou-se um modelo, baseado em balanços materiais no leito e na partícula, para tentar descrever o processo de reforma considerando as reações de decomposição do metano e as reações reversas de Boudouard e gás-água (shift), os resultados também foram comparados com resultados numéricos e experimentais disponíveis na literatura. Em ambos os casos aplicou-se a Técnica das Equações Integrais Acopladas (CIEA) na simplifiação dos modelos propostos a fim de se eliminar a dependência radial das equações que governam a transferência de massa nas partículas, para a posterior aplicação da GITT. Os modelos resultantes foram solucionados numericamente usando-se a rotina DIVPAG da biblioteca IMSL.