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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica

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Ttulo [PT]: Estudo de modelos de perda de carga em coluna de leito fixo para sistemas gasosos
Ttulo [EN]: Study of pressure drop models in fixed bed for gases systems
Autor(es): Thiago Baldasso de Godoi
Palavras-chave [PT]:

Queda de presso (Engenharia qumica). Leito poroso. Fluxo gasoso. Estimativa de densidade de gases. Estimativa de viscosidade de gases. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Pressure drop. Porous bed. Gaseous flux. Density. Viscosity. Brazil.
rea de concentrao: Desenvolvimento de Processos
Titulao: Mestre em Engenharia Qumica
Banca:
Maria Anglica Simes Dornellas de Barros [Orientador] - UEM
Carlos Eduardo Borba
Esdras Pendo de Carvalho
Nehemias Curvelo Pereira
Resumo:
Resumo: Esta dissertao tem por objetivo testar modelos alternativos ao modelo de Ergun para predio de queda de presso durante o escoamento de correntes gasosas em leitos empacotados. Neste contexto, iniciou-se com o desenvolvimento do balano de quantidade de movimento em seu formato geral, simplificando os termos com bases em outras pesquisas disponveis na literatura. Obteve-se como resultado que a queda de presso em colunas de leito fixo pode ser estimada pelo emprego de equaes de fator de atrito de meios porosos, como o modelo de Ergun. No caso especfico de colunas de adsoro de dixido de carbono, uma reviso bibliogrfica de Shafeeyan et al. (2014) das ltimas trs dcadas revelou que 30% das pesquisas consideram o modelo de Ergun e 56% desprezam este fenmeno. Diante disso, pesquisaram-se 26 outros modelos alternativos a Ergun, que correlacionam caractersticas do leito e do fluido, tais como porosidade, formato da partcula, influncia das paredes da coluna, velocidade da corrente gasosa, densidade e viscosidade. Foram pesquisados tambm modelos preditivos capazes de fornecer boas estimativas para as propriedades de transporte para gases puros e misturas, compostos por molculas polares e apolares. Comprovou-se que o modelo de Peng-Robinson eficaz na determinao da densidade, o modelo de Lucas na estimava da viscosidade de compostos puros e de Chung et al. para misturas gasosas apolares. Simulou-se, por meio de um estudo de caso disponvel na literatura, a queda de presso durante o escoamento dos gases puros, nitrognio, oxignio e hlio e uma mistura gasosa, composta por nitrognio e oxignio com composies variadas. As propriedades de transporte foram simuladas pelo modelo de Peng-Robinson e Chung et al. Os desvios relativos mdios entre dados experimentais e simulados para a queda de presso demonstram a potencialidade do modelo de Rose e Rizk em predizer dados experimentais, gerando melhores estimativas que o modelo de Ergun.

Abstract: This dissertation has the aim to test alternative models to the Erguns model for predicting pressure drop during the flow of gaseous currents in packed beds. In this context, this work was initiated with the development of the momentum balance in its general format, simplifying the terms on the basis of other researches available in the literature. It was obtained as a result that the pressure drop in fixed column beds can be estimated by making use of friction factor equations for porous media, such as Erguns model. In the specific case of carbon dioxide adsorption columns, a bibliographic review made for Shafeeyan et al. (2014) from last three decades revealed that 30% of research studies regarded Erguns model and 56% neglect this phenomenon. Therefore, it was investigated 26 other alternative models to Erguns that would correlate characteristics of the bed and the flow, such as porosity, particle shape, influence of the column walls, gaseous current velocity, density and viscosity. It was also investigated predictive models capable of providing good estimates of properties for transport of pure gases and mixtures, composed by polar and apolar molecules. It was confirmed that Peng-Robinsons model is effective in the determination of density, Lucas model is in the estimate of viscosity of pure compounds and Chung et al.s for apolar gaseous mixtures. It was performed a simulation, by means of a case study available in the literature, the pressure drop during the flow of the pure gases, nitrogen, oxygen and helium, and a gaseous mixture composed by nitrogen and oxygen with various compositions. The properties of transport were simulated by Peng-Robinsons and Chung et al.s models. The relative average deviations between experimental and simulated data for pressure drop have demonstrated the potentiality of Rose and Rizks model in predicting experimental data, which generates better estimates than Erguns model.
Data da defesa: 28/06/2016
Cdigo: vtls000226306
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2016
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Maria Anglica Simes Dornellas de Barros
Instituio: Universidade Estadual de Maring . Centro de Tecnologia . Programa de Ps-Graduao em Engenharia Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Engenharia Qumica)
UEM: Departamento de Engenharia Qumica

Responsavel: edson
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: DISSERTAO_12_Correo_ltima_verso_retirando_marca_texto_retirando_link_tabela_corrigido_pginas_com_catalogao.pdf
Tamanho: 7233 Kb (7406374 bytes)
Criado: 14-07-2017 18:18
Atualizado: 14-07-2017 18:25
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