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Type: TESE DIGITAL
Title: Análise fluidodinâmica multifásica de uma coluna de bolhas com expansão de diâmetro por PIV e CFD = Multiphase fluid dynamic analysis of a bubble column with diameter expansion using PIV and CFD
Title Alternative: Multiphase fluid dynamic analysis of a bubble column with diameter expansion using PIV and CFD
Author: Costa, Karina Klock da, 1986-
Advisor: Taranto, Osvaldir Pereira, 1963-
Abstract: Resumo: Os sistemas trifásicos possuem grande aplicabilidade em diversos setores da indústria. No refino de petróleo, são destacados, neste âmbito, os processos de hidrotratamento ou hidrocraqueamento de frações pesadas de petróleo. Neste trabalho, utilizou-se como base colunas de bolha operando em leito de lama, que possuem a fase sólida agindo como meio catalítico do processo. Propõe-se uma geometria diferenciada com dois tipos de diâmetro que tem a possibilidade de utilizar dois tipos de catalisador em um mesmo reator. Com a combinação das técnicas experimental PIV e numérica CFD, fez-se um estudo fluidodinâmico em um reator em escala laboratorial construído em acrílico para visualização do escoamento. As fases líquida e sólida foram adicionadas na coluna e variou-se a velocidade superficial da fase gasosa entre 0,16 e 1,05 cm/s no diâmetro inferior e 0,05 e 0,36 cm/s no superior. A altura inicial de líquido foi de 80 cm e foram adicionados 20g de material particulado, correspondentes à uma fração mássica de 4,2x10-4. Foram avaliadas as influências do material particulado e da diferenciação da geometria, com destaque a identificação de padrões de escoamento em vazões baixas de fase gasosa. Os resultados numéricos e experimentais apresentaram boa concordância entre si e quando comparados com dados existentes na literatura

Abstract: Three-phase systems are widely used in various industry sectors. In this context and in the oil refining are highlighted the hydrotreating process and more specifically, hydrocracking of heavy oil fractions. In this work it was used a bubble column operating in slurry regime, which have the solid phase acting as catalyst. It was proposed a differential geometry with two diameters that allows using two kinds of particles in the same reactor. By combining two techniques: experimental PIV and numeric CFD, it was performed a fluid dynamic study in a laboratorial reactor built with acrylic to allow the visualization inside the flow. The liquid and solid phases were added in the column previous the experiments and the superficial velocity of the gas was set between 0.16 and 1.05 cm/s at the inferior diameter and 0.05 and 0.36 cm/s on the top of the column. The initial liquid height was 80 cm and it was added 20g of particles, corresponding to 4.2x10-4 mass fraction. It was analysed the solid influence and the geometry especially on the pattern flow identification when low gas flow is used. The numerical and experimental result had good agreement when compared to each other and to the literature
Subject: Escoamento multifásico
Fluidodinâmica
Petróleo
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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