Search

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2021-08-24T18:38:54Z No. of bitstreams: 2 Ok_ivan_xavier_lins.pdf: 1905284 bytes, checksum: f27f0a95dedc96277de69efd4e20b3f4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-24T18:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Ok_ivan_xavier_lins.pdf: 1905284 bytes, checksum: f27f0a95dedc96277de69efd4e20b3f4 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2021-03-10 The present work aims to propose a hydrodynamic study of a gas relay using the computational fluid dynamics tool, in order to predict the speed, temperature variation and oil pressure profiles, based on their physical properties, the expansion coefficient volume, and operating conditions, in order to obtain more accurate and reliable information regarding the volume of oil, inside the system. The proposed methodology will be based on three stages: preprocessing (development of a computational mesh, based on real three-dimensional geometry), processing (definition of boundary conditions and choice and resolution of hydrodynamic models in a FlowSimulation simulation environment) and post-processing (obtaining speed profiles, fin tilt, temperature and system pressure variation). The results show the upward flow, the fluid speed, there are significant temperature rises (above 60ºC and may be associated with transformer failures), including the behavior of the fluid dynamic flow and the pressure drop inside the system. Finally, an experimental study was carried out in order to validate the items simulated above. Through this study it was possible to observe the dynamic fluid behavior of the insulating oil in different failure situations, facilitating the understanding of the system. Being an important tool for the evaluation of the protection relay. O presente trabalho tem como objetivo propor um estudo hidrodinâmico de um relé de gás a partir da ferramenta fluidodinâmica computacional, a fim de prever os perfis de velocidade, variação de temperatura e pressão do óleo, a partir de suas propriedades físicas, do coeficiente de expansão volumétrica, e das condições operacionais, visando obter informações mais precisas e confiáveis a respeito do volume de óleo, no interior do sistema. A metodologia proposta será baseada em três etapas: pré-processamento (desenvolvimento de uma malha computacional, a partir da geometria tridimensional real), processamento (definição das condições de contorno e escolha e resolução modelos hidrodinâmicos em ambiente de simulação FlowSimulation) e pós-processamento (obtenção dos perfis de velocidade, inclinação da aleta, variação da temperatura e da pressão do sistema). Os resultados apresentam o escoamento ascendente, a velocidade do fluido, há elevações significativas de temperatura (acima de 60ºC podendo estar associadas a falhas no transformador), compreendendo o comportamento do escoamento fluidodinâmico e a perda de carga no interior do sistema. Por fim foi realizado um estudo experimental com a finalidade de validar os itens acima simulados. Através do presente estudo foi possível observar o comportamento fluido dinâmico do óleo isolante em diferentes situações de falhas, facilitando o entendimento do sistema. Sendo uma importante ferramenta para avaliação do relé de proteção.

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2021-03-24T15:04:27Z No. of bitstreams: 2 Ok_jansen_antunes_correa_sousa.pdf: 1791651 bytes, checksum: 354206b3e66f6d57c99d6834d0763951 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-24T15:04:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Ok_jansen_antunes_correa_sousa.pdf: 1791651 bytes, checksum: 354206b3e66f6d57c99d6834d0763951 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2020-08-07 Among the main materials of civil construction or prominence, mainly for the manufacture of precast. In the United States and Europe there are more than five hundred applications for accessories, while in Brazil these different applications are around thirty-five. It became evident, therefore, the need to develop more applications for those who continue to exhibit as one of the development resources of the Northeast Region of Brazil; called by some aficionados of the plaster chain “Ouro Branco”. These new applications of gypsum involved or reuse of industrial waste, as a way of rational use of coal ash reserves, coal ash for compost production can make the plastering activity more sustainable. As ashes are solid residues from coal-based mineral fuel, being one of the main environmental liabilities in Thermoelectric Plants (UTE's) that use mineral coal as the energy matrix. A coal mineral is a well-known and abundant by-product, but without an efficient application yet defined. However, it can be applied to industrial processes that allow the development of building materials, provided that this application allows the use of its safe form, making it extremely important to reuse it, up to the point of designated sustainable use. In this research, the gray coal mineral was mixed to cause a compound with fireproof properties. The proposed compound comprises a material for making partition blocks with fire protection properties, security for safety in certain living areas or houses equipment that involves or handling material materials (high voltage transformers and circuit breakers room in the sub-limits of high voltage performance). Test specimens of this compound were made and used conditions conducive to the propagation of flames. However, to guarantee a quantity of water present in the sample, a technique was applied to the massive and commercial scale partition blocks. As temperatures on the surface of the blocks, contact a LPG flame (605 4 ° C) and in different positions inside them, were monitored. A polynomial regression model indicates a percentage reduction in temperature of around 23%, for 120 minutes, for a block surface made with a content of coal ash of 40%. This reduction on the face opposite the surface in contact with a flame, confirming the detection of fire break blocks, signals the possibility of safety and more sustainable changes. Entre os principais materiais de construção civil o gesso tem se destacado, sobretudo para fabricação de pré-moldados. Nos Estados Unidos e na Europa existem mais de quinhentas aplicações para o gesso, enquanto que no Brasil essas diferentes aplicações são em torno de trinta e cinco. Torna-se evidente, portanto, a necessidade de se desenvolver mais aplicaçoes para que o gesso continue a se apresentar como um dos recursos de desenvolvimento da Região Nordeste do Brasil; denominado por parte de alguns aficionados da cadeia gesseira de o “Ouro Branco”. Essas novas aplicações do gesso envolvem o reaproveitamento de resíduos industriais, como forma de uso racional de reservas de cinzas de carvão mineral para produção de compósito, as quais podem tornar a atividade gesseira mais sustentável. As cinzas são resíduos sólidos, oriundos da combustão do carvão mineral, sendo um dos principais passivos ambientais em Usinas Termoelétricas (UTE’s) que utilizam o carvão mineral como matriz energética. A cinza de carvão mineral é um resíduo bastante conhecido e abundante, mas sem uma aplicação eficiente ainda definida. Contudo pode ser aplicada em processos industriais que permitam o desenvolvimento de materiais de construção, desde que essa aplicação permita seu uso de forma segura, tornando extremamente importante a sua reutilização, ao ponto de proporcionar uma destinação sustentável. Nesta pesquisa o gesso e a cinza de carvão mineral foram misturados para a obtenção de um compósito de propriedades corta-fogo. O compósito proposto compreendeu um material para confecção de blocos de divisória com propriedade corta-fogo, necessária à segurança em certos recintos de convivência ou que abrigam equipamentos que envolvem o manuseio de materiais combustíveis (sala de transformadores e disjuntores em alta tensão em subestações de potência). Foram confeccionados corpos de prova como também, divisórias deste compósito que foram submetidos a condições propícias à propagação de chamas. Entretanto, para garantir uma quantidade de água presente na amostra, a técnica foi aplicada a blocos de divisória maciços e em escala comercial. As temperaturas na superfície dos blocos, em contato com uma chama de GLP (6054°C), e em diferentes posições no interior dos mesmos, foram monitoradas. Um modelo polinomial de regressão indicou uma redução percentual de temperatura da ordem de 23%, por 120 minutos, para a superfície do bloco confeccionado com um teor de cinza de carvão mineral de 40%. Esta redução na temperatura demonstra o potencial do uso da cinza de carvão mineral na confecção de blocos de divisórias corta-fogo, possibilitando assim edificações mais seguras e sustentáveis.

CNPq O craqueamento catalítico fluido é umprocesso utilizado na indústria petroquímicaparaconverter frações dopetróleo pesadas emfrações mais leves, como a gasolina eo GLP, por exemplo. A conversão ocorredevidoà introdução de partículas sólidas denominadascatalisadores (pó de Geldartde classe A)no interior de risersindustriais de FCC. Geralmente,são construídas unidades piloto a friopara estudo dos fenômenos fluidodinâmicos envolvendoescoamentos do tipo gás-sólido emrisers. Nestas unidadessão aplicadas diferentes técnicasdeavaliação do fluxo bifásico, destacando-sea investigação não intrusiva usando tomografia portransmissão gama, que têmsido o caminho bemestabelecido na literatura paradefinirparâmetrosfluidodinâmicos. Osdados determinados por escaneamento gama de secções radiaisdo risercontribuemparavalidação de simulações numéricas da fluidodinâmica computacional.Contudo, é necessário umcritério quantitativo paraavaliar a fluidodinâmica do leito fluidizado circulanteda UPF, pois existemincertezas gerais no sistema. Para tanto, a simulação datomografiacomputadorizadagamacom umcódigoMonteCarlo podeser utilizadacomovetorde integração entrediferentes modelos. Por se tratar de umestimadorverossímil, o MC possuigrandes vantagens de utilização quando comparado a métodos determinísticos. Este método tambémse destaca pela adequaçãoa quaisquer materiais de geometrias complexas, pela rapideze baixocusto. Nesse trabalho, foramrealizadas simulações comocódigocomputacionalMCNPXda tomografiagama do escoamento bifásicoda UPF tipo FCC por meio daimportaçãode simulações realizadas emCFDeutilização deimagens geradas emcódigos e naplanta pilotovirtual 3D no ambiente CADcomvalidação de dados experimentais integrando os métodos computacionais. Assim, foramdeterminados, a partir da TCG simulada, os dados referentes aoperfil radial da fração volumétrica de sólidos e gás, concentração de sólidos e velocidadeslipnas várias alturas do riser. Istopossibilitou umacomparaçãootimizadacomdados da literaturae maior compreensão dos parâmetrosmensurados experimentalmente. Por fim, a utilização datécnica de reconstrução algébricade correção multiplicativa, mostrou ser adequadaparaapresentação de resultados qualitativos do processo com distribuição radial de sólidos. Fluidcatalytic cracking is a processused inpetrochemicalindustries toconvert heavy oil fractions intolighter fractions, such as gasoline and LPG, for example. Theconversionoccursdue tothe introduction of solid particles called catalysts (Geldart’sclassA powder) inside industrial FCC risers. Generally, cold flow pilotunitsarebuiltfor the study offluiddynamics phenomena involving gas-solidflows inrisers. Inthese units, differenttechniques ofbiphasicflow evaluation are applied,especiallynon-intrusiveinvestigationusing gamma-raytomography, which havebeen the well-established pathintheliterature todefine fluidodynamicparameters. Thedatadetermined by gamma scanning ofradial sections of the risercontributetothevalidation ofnumericalsimulations of computationalfluiddynamics. However, aquantitativecriterionis needed toevaluate CFPU flow of circulatingfluidizedbed,as there aregeneraluncertaintiesinthe system. In order todo so,the gamma-ray computed tomography simulation inMonte Carlo can be used as an integration vector between differentmodels and ithas great advantages when compared todeterministicmethods, its facility tofit any materialsof complex geometries and its speed and low cost. In this paper, simulations were performedusing the MCNPXcomputationalcodeof the FCC-type CFPU biphasicgammatomographythrough the import of CFDsimulations and the use of code-generatedimages and3D virtualpilot plant inthe CADenvironmentwith validation of experimental dataintegratingcomputationalmethods. Thus, the data concerning the radial profile of the solidsand gasvolumetricfraction, solids concentrationand slip velocity atthe various riser heights weredetermined from the simulated GCT. Making possibleanoptimized comparison with literaturedata and a better understanding of the parameters measured experimentally. Finally, using thealgebraic reconstruction techniquemultiplicative correction, proved tobe suitable forqualitative results for process with radial solids distribution.

LIMA FILHO, Hilário Jorge Bezerra de, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: DE LIMA FILHO, Hilário Jorge Bezerra Foi desenvolvido um modelo para o controle de alimentação de sólidos para um Leito Fluidizado Circulante (CFB) em uma unidade piloto do tipo FCC - Fluid Catalytic Cold Cracking. Um controle digital usando medidas de transmissão gama como variável de processo foi proposto. As dimensões da unidade piloto são: um riser de 6.700 m de altura e 0.092 m de diâmetro, feito em um material acrílico transparente. O processo FCC é um dos mais importantes na refinaria e requer automação e controle para manter as condições operacionais em estado estacionário. Devido à sua complexidade, a modelagem da dinâmica e do controle de unidades FCC representam um grande desafio. O modelo de controle matemático descreve o sistema usando a função de transferência. A função de transferência do processo é obtida por identificação de sistemas e emulação, e um controlador digital é projetado e analisado. As variáveis independentes são as medidas de pressão, fluxo de ar e transmissão gama, pelas quais os parâmetros do fluido são determinados. Utilizando um sistema de controle em malha fechada e funções incorporadas do Matlab, a simulação da função de transferência foi obtida com base na pressão e na transmissão gama como variáveis de controle. Matlab/Simulink é usado para modelar a resposta do sistema sob ação do controlador. A resposta é tomada para avaliar a injeção de sólidos no riser, e a transmissão de raios gama é usada para medir a concentração de sólidos. A fração volumétrica e a velocidade do catalisador foram obtidas em seções de teste que possuem fontes de amerício (Am-241) e detector blindado, posicionadas axialmente a 0,650, 1,384 e 3,424 metros. A intensidade gama é monitorizada por uma fonte gama isotópica ²⁴¹Am e um detector de cintilação Na(Tl). Três seções de teste para medições de pressão e transmissão gama são instaladas ao longo do riser. A blindagem de chumbo para fonte e detector mais colimadores mantém o raio gama adequado para a varredura axial e radial. Os resultados são discutidos e comparados com dados da literatura. A model for the control system of solids feeding to a Fluidized Circulating Bed (CFB) was developed in a pilot unit of type FCC - Fluid Catalytic Cold Cracking. A digital control using pressure and gamma transmission as process variables were proposed. The pilot dimensions are a riser of 6.700 m high and 0.092 m in diameter, made of transparent acrylic material. FCC is one of the most important processes in refinery and requires automation and control, to keep steadystate operational conditions. Due to its complexity, the modeling of the FCC dynamic and control poses a great challenge. The mathematical control model describes the system using transfer function. The process transfer function is obtained by "system identification" and emulation and a digital controller is projected and analyzed. Independent variables are pressure, air flow and gamma transmission measurements by which the fluid parameters are determined. Using closedloop feedback System and built in Matlab functions the transfer function simulation was carried out based on pressure and gamma transmission as control variables. A Matlab/Simulink is used to model the system response under controller action. The response is taken to evaluate the injection of solids in the riser, and gamma-ray transmission is used to measure solid concentration. The volume fraction and velocity of the catalyst were obtained in test sections that have sources of americium (Am-241) and shielded detector, positioned axially at 0.650, 1.384 and 3.424 meters. The gamma intensity is monitored by a ²⁴¹Am isotopic gamma source and Na(Tl) scintillation detector. Three test sections for pressure and gamma transmission measurements are installed along riser. Lead shielding for source and detector plus collimators keep the adequate gamma beam for the axial and radial scan. Results are discussed and compared with literature data.

CAPES A soldagem é um processo de fabricação industrial que demanda inspeções detalhadas e precisas para detecção de descontinuidades cada vez menores, que não são detectadas pelas tradicionais técnicas de ensaios não destrutivos, como ultrassom e partículas magnéticas que detectam descontinuidades na ordem de milímetros e ensaio por líquidos penetrantes que apesar de revelar trincas com até 1 μm, está limita apenas as localizadas superficialmente. Contribuindo para este seguimento, a tomografia gama foi utilizada neste trabalho para avaliação das descontinuidades recorrentes do processo de soldagem em chapas de aço naval. Neste estudo, foram produzidos sete corpos de prova em chapas de aço ASTM A131-AH36 com 13,7 mm de espessura; todos soldados pelo método MAG (Metal Active Gas). Na qual foi fabricada uma amostra de referência, com uma solda sem descontinuidades, microscopicamente observáveis, e as outras seis com descontinuidades, diferentemente introduzidas na solda. Por microscopia ótica foi realizada a caracterização microestrutural das juntas soldadas que possibilitaram avaliar a qualidade das chapas de testes em relação à chapa de referência, corroborando posteriormente com os resultados da tomografia gama. Os corpos de prova foram analisados no tomógrafo computadorizado de raios gama e as amostras de teste comparadas com a de referência. Com os dados da tomografia foi possível evidenciar as descontinuidades presentes no cordão de solda em chapas de aço que foram investigadas e dimensionadas em uma sequência de análise. O levantamento estatístico, matriz de correlação, cluster hierárquico, quantificação da porosidade e simulação de Monte Carlo foram aplicados como processamento multivariado de dados nesta análise. Pelos resultados o limite mínimo de detecção obtido foi de 0,4 mm, para evidenciar uma descontinuidade; limitação esta associada ao equipamento que foi utilizado e ao modo da varredura; embora a tomografia já disponha de equipamentos com resolução superiores a 4 μm. Pela metodologia aplicada, a tomografia gama mostrou-se eficaz em detectar descontinuidades em chapas soldadas, sendo comparável a outros métodos de ensaios não destrutivos que apresentam limitações na inspeção. Welding is an industrial manufacturing method that demands detailed and accurate inspections for the detection of increasingly smaller discontinuities which are not detected by traditional non-destructive testing techniques such as ultrasonic and magnetic particles that detect discontinuities in the order of millimeters and testing for penetrating liquids which, despite cracking up to 1 μm, is limited only to those located superficially. Contributing to this follow-up, gamma tomography was used in this work to evaluate the recurrent discontinuities of the welding process in naval steel plates. In this study, seven specimens were produced in ASTM A131-AH36 steel sheets with 13.7 mm thickness; all welded by the MAG (Metal Active Gas) method. In which a reference sample was fabricated, with a microscopically observable unbroken weld, and the other six with discontinuities, differently introduced in the weld. Microstructural characterization of the welded joints was performed by optical microscopy, which allowed to evaluate the quality of the test plates in relation to the reference plate, later corroborating with the results of the gamma tomography. The specimens were analyzed on the computerized gamma ray tomograph and the test samples compared to the reference specimen. With the tomography data, it was possible to show the weld discontinuities in steel plates that were investigated and dimensioned in a data analysis sequence. The statistical survey, correlation matrix, hierarchical cluster, porosity quantification and Monde Carlo simulation were applied as multivariate data processing in this analysis. By the results, the minimum detection limit was 0.4 mm, to show a discontinuity; this limitation is associated with the equipment that was used and the scan mode; although the tomography already has equipment with resolution higher than 4 μm. By the applied methodology, the gamma tomography showed to be effective in detecting discontinuities in welded plates, being comparable to other methods of non- destructive tests that also present limitations, depending on the inspection.

CAPES Propriedades petrofísicas de rochas são, usualmente, obtidas em laboratório através de experimentos padrões em amostras de testemunhos retirados do reservatório. Como propriedades importantes citam-se: porosidade, densidade, permeabilidade. Estas medições são, em geral, de alto custo e em alguns casos significativamente demoradas. Por outro lado, o avanço de técnicas de análise por tomografia computadorizada, aplicadas em seções planas de rochas, vem se mostrando uma metodologia rápida e de baixo custo para a predição destas propriedades, a partir unicamente do conhecimento da microestrutura da rocha. A Tomografia Computadorizada é um método de exploração e análise não destrutivo, que gera a informações de uma seção (geralmente transversal) de um corpo qualquer. A importância da tomografia computadorizada está na capacidade de distinguir quantitativamente pequenas diferenças na atenuação da radiação no corpo examinado, de modo que esta diferença pode ser relacionada às diferenças de densidades físicas no corpo. Assim, esta pesquisa apresenta um método para a estimativa de propriedades petrofísicas utilizando a análise dos dados de intensidade da radiação gama das amostras de rochas utilizando a tomografia computadorizada gama do Laboratório Prof. Dr. Cornelius Keller do Departamento de Energia Nuclear (DEN) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE). Para isto, foi proposta a confecção de amostras com materiais conhecidos (Alumínio e o Policloreto de Vinila) a fim de observar a resposta desses materiais, comparando com os valores teóricos fornecidos pelo o código computacional XCOM: Photon Cross Sections Database da National Institute of Standards and Technology (NIST), validando o método para as amostras geológicas. Sendo assim, o erro relativo entre as densidades aparente (método convencional) e radiométrica (método pela transmissão gama) foi menor que 2,11% para as amostras conhecidas e menor que 6% para as amostras de rocha. E quanto a porosidade foi possível perceber as proximidades entre os métodos correspondentes a este trabalho. Estes resultados obtidos permitiram concluir que o método empregado neste trabalho apresenta vantagem em relação ao método convencional na determinação da densidade e porosidade em rochas reservatórios. Petrophysical properties of rocks are usually obtained in the laboratory by standard experiments on samples of samples taken from the reservoir. Important properties include: porosity, density, permeability. These measurements are generally costly and in some cases significantly time-consuming. On the other hand, the advancement of computed tomography analysis techniques, applied in flat sections of rocks, has been shown to be a fast and low cost methodology for the prediction of these properties, based solely on the knowledge of the rock microstructure. Computed Tomography is a non-destructive scanning and analysis method that generates information from a (usually transverse) section of any body. The importance of computed tomography lies in the ability to quantitatively distinguish small differences in attenuation of radiation in the examined body, so this difference may be related to differences in physical densities in the body. hus, this research presents a method for the estimation of petrophysical properties using the gamma ray intensity data analysis of rock samples using gamma computed tomography from the Prof. Laboratory. Dr. Cornelius Keller of the Department of Nuclear Energy (DEN) of the Federal University of Pernambuco (UFPE), for this purpose it was proposed to make samples with known materials (Aluminum and Vinyl Polychloride) in order to observe the response of these materials in comparison with the theoretical values provided by the XCOM Computational Code: Photon Cross Sections Database of the National Institute of Standards and Technology (NIST), validating the method for the geological samples. Thus, the relative error between the apparent (conventional method) and radiometric densities (gamma transmission method) was lower than 2.11% for known samples and less than 6% for rock samples. As for the porosity, it was possible to perceive the proximity between the methods corresponding to this work. These results allowed to co nclude that the method used in this work presents an advantage over the conventional method in determining the density and porosity in reservoir rocks.

CAPES O craqueamento catalítico fluido (FCC) é largamente utilizado no processo de conversão do petróleo em produtos de alto valor para mercado, como gasolina e gás liquefeito de petróleo. Desta forma, têm se tornado alvo de pesquisas científicas na tentativa de trazer mais eficiência a este processo de conversão. Um dos desafios encontrados neste processo de refino do petróleo, nas indústrias de FCC, é a recirculação interna de sólidos, que provoca um maior tempo de residência de catalisador no reator riser. Esse fenômeno de recirculação é mais acentuado na região de transporte denso, desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar os parâmetros fluidodinâmicos em uma Unidade Piloto a Frio (UPF), localizada no Laboratório Prof. Dr. Cornelius Keller do Departamento de Energia Nuclear (DEN) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), para a determinação do fluxo mássico de recirculação de catalisador no riser, na região de transporte denso, a partir de um sistema de transmissão gama, por ser considerado um método não intrusivo pelo fato de não interferir no escoamento do gás – sólido dentro do riser. Para tanto, foi determinado o coeficiente de atenuação mássico, parâmetro básico para obter os parâmetros de fluxo a partir da radiação, do catalisador desativado para as fontes radioativas de ²⁴¹Am e ¹³⁷Cs, cujos resultados obtidos foram (0,4752 ± 0,0125) cm²/g e (0,0817 ± 0,0037) cm²/g, respectivamente, apresentando resultados satisfatórios quando comparados a dados da literatura. Como a recirculação interna dos sólidos pode levar o sistema ao colapso, foram determinadas as condições limites do transporte de sólidos no riser, através da estimativa dos possíveis pontos de colapso para diferentes valores de velocidade de gás, sendo 1,2536 m/s; 1,3789 m/s; 1,5043 m/s; 1,6297 m/s e 1,7550 m/s, onde os valores de velocidades críticas nas condições de colapso encontrados foram: 0,8554 m/s; 0,9409 m/s; 1,0264 m/s; 1,1120 m/s e 1,1975 m/s, respectivamente. E por fim, na determinação da recirculação interna de sólidos em regime de transporte denso, foi utilizada uma abertura da válvula de injeção de sólido fixa de 54%, variando apenas a velocidade do gás, sendo utilizados 1,2536 m/s; 1,5043 m/s e 1,7550 m/s. Para as condições aplicadas, os fluxos mássicos de recirculação encontrados foram 8,6853 kg/m².s; 3,0431 kg/m².s e 1,1315 kg/m².s, o que mostram comportamento semelhante a dados encontrados por outros pesquisadores no estudo da recirculação interna de sólidos. Fluid catalytic cracking (FCC) is widely used in the process of converting petroleum into high-value products such as gasoline and liquefied petroleum gas. In this way, they have become the target of scientific researches in the attempt to bring more efficiency to this process of conversion. One of the challenges encountered in this oil refining process in the FCC industries is the internal recirculation of solids, which causes a longer catalyst residence time in the riser reactor. This phenomenon of recirculation is more pronounced in the dense transport region, so this work had the objective of evaluating the fluid dynamics parameters in a Cold Pilot Unit (UPF), located in the Laboratory Prof. Dr. Cornelius Keller of the Department of Nuclear Energy (DEN) of the Federal University of Pernambuco (UFPE), to determine the mass flow of catalyst recirculation in the riser in the dense transport region, from a gamma transmission system, by be considered a non - intrusive method because it does not interfere with the gas - solid flow inside the riser. For this purpose, the mass attenuation coefficient, the basic parameter to obtain the flux parameters from the radiation, of the equilibrium catalyst for the ²⁴¹Am and ¹³⁷Cs radioactive sources was determined, the results obtained being (0.4752 ± 0 , 0125) cm²/g (0.0817 ± 0.0037) cm²/g, respectively, presenting satisfactory results when compared to data in the literature. As the internal recirculation of the solids can lead the system to collapse, the boundary conditions of the solids transport in the riser were determined by estimating the possible collapse points for different gas velocity values, being 1.2536m/s; 1.3789m/s; 1.5043m/s; 1.6297m/s and 1.7550m/s, where the critical velocity values in the collapse conditions were: 0.8554m/s; 0.9409 m/s; 1.0264 m/s; 1.1120 m/s and 1.1975m/s, respectively. Finally, in the determination of the internal recirculation of solids in dense transport regime, a fixed solid injection valve opening of 54% was used, varying only the gas velocity, using 1.2536m/s; 1.5043m/s and 1.7550m/s. For the applied conditions, the recirculation mass flows were 8.6853kg/m².s; 3.0431kg/m².s and 1.1315kg/m².s, which show similar behavior to data found by other researchers in the study of internal recirculation of solids.

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-02-16T17:32:38Z No. of bitstreams: 1 rodrigo_almeida_galdino.pdf: 1745526 bytes, checksum: 6dcdee092fcba3b3b09ac36498989ac9 (MD5) Made available in DSpace on 2018-02-16T17:32:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rodrigo_almeida_galdino.pdf: 1745526 bytes, checksum: 6dcdee092fcba3b3b09ac36498989ac9 (MD5) Previous issue date: 2017-11-27 The state of Pernambuco is becoming increasingly industrialized and diversified array, with projects in the areas of petroleum refining, petrochemical, steel, shipbuilding and offshore industry, automotive, and electrical equipment. In the current global context, where one strives for environmental preservation, the major challenge faced by these large developments has been to ensure the quality and continuous development of its processes without compromising local environmental quality. Therefore it is of paramount importance to reduce the amount and / or improve the quality of wastewater generated by various industries and their production processes. The systems of dissolved air flotation (DAF) are more compact than alternative systems in water-oil separation, and they allow the recovery of raw materials in the treatment of these industrial effluents. In this sense, the goal of this project is to develop an effective strategy for automation and process control for a type of FAD, in the treatment of oily waters. The findings demonstrate that it is possible to maintain the level of the fluid at a reference value established by the operator using the software program LabVIEW through the application of classic proportional integral derivative controllers. Using this control tool, the efficiency of water-oil separation in the pilot flotation chamber prototype was increased to nearly 98%. O estado de Pernambuco está se tornando cada vez mais industrializado e com matriz diversificada, com empreendimentos nas áreas de refino de petróleo, petroquímica, siderurgia, indústria naval e offshore, automobilística, e de equipamentos para energia elétrica. No contexto mundial atual, onde se prima pela preservação ambiental, o grande desafio enfrentado por esses grandes empreendimentos tem sido garantir a qualidade e o desenvolvimento contínuo de seus processos, sem comprometer a qualidade ambiental local. Portanto é de suma importância reduzir a quantidade e/ou melhorar a qualidade dos efluentes gerados pelos mais diversos setores industriais e seus respectivos processos de produção. Os sistemas de flotação por ar dissolvido (FAD) são mais compactos que os sistemas alternativos na separação água-óleo, além de possibilitarem a recuperação de matéria-prima no tratamento desses efluentes industriais. Neste sentido, o objetivo deste projeto é desenvolver uma estratégia eficiente de automação e controle de nível para um processo do tipo FAD, no tratamento de águas oleosas. Os resultados obtidos demonstram que a partir da aplicação de técnicas de controladores clássicos PID, foi possível manter o nível do líquido em um valor de referência estabelecido pelo usuário a partir do software LabVIEW. Com a adoção da referida ferramenta de controle, a eficiência de separação água-óleo na câmara de flotação do protótipo piloto ficou próximo a 98 %, validando a estratégia de controle adotada.

CAPES A aplicação das duas tomografias teve como objetivo o estudo do comportamento do feixe de Raios – X em um fantom de solo tropical, após a filtração adicional e operando em intervalos de tensões entre 100 kV a 225kV. Para esse estudo foram utilizadas duas metodologias amplamente difundidas, que formaram uma metodologia única para a caracterização de materiais minerais do solo. Os equipamentos utilizados foram um micro - CT de Raios – X e um tomógrafo industrial de Raios Gama. Além da parte experimental, o estudo contou com uma fase simulada com os softwares XCOM e SpekCalC, essa fase foi de suma importância porque serviu de referência para as análises dos dados com as duas tomografias. As medições para avaliação da qualidade do feixe foram realizadas com software SpekCalC, as mesmas foram realizadas utilizando os mesmos parâmetros da fase de medidas do tomógrafo de Raios – X, os dados de saída analisados foram camada semi-redutora, energia média, energia efetiva e coeficiente de homogeneidade. Com o tomógrafo de Raios gama foi encontrado dado de intensidade relativa para os materiais puros, e a partir deles foram obtidos os valores de coeficiente de atenuação e densidade dos materiais. Com a técnica de atenuação de Raios – X foram realizadas medidas no fantom do solo e obtidos valores da atenuação de Hounsfield. A junção das metodologias mostrou que a boa resolução de densidade da tomografia de Raios gama foi de suma importância ao longo do estudo, porque indicou as melhorias da fase de construção do fantom, além de indicar os ajustes necessários para fase de medidas. Além da boa resolução temporal e espacial da tomografia de Raios – X, que detém um menor tempo de escaneamento e uma capacidade maior de detalhamento de materiais com dimensões muito pequenas ou particuladas (como os minerais utilizados) devido a sua resolução espacial. The application of the two tomographies had the objective of studying the behavior of the X - ray beam in a tropical soil phantom, after additional filtration and operating in voltage ranges between 100 kV and 225 kV. For this study, two widely used methodologies were used which formed a unique methodology for the characterization of soil mineral materials. The equipment used was a micro - CT of X - rays and an industrial tomograph of gamma rays. In addition to the experimental part, the study had a simulated phase with the XCOM and SpekCalC softwares this phase was of great importance because it served as reference for the analysis of the data with the two tomographies. Measurements for beam quality evaluation were performed using SpekCalC software, which were performed using the same parameters as the X-ray tomograph measurements, the output data analyzed were semi-red, medium energy, effective energy and coefficient of homogeneity. With the gamma ray tomography, relative intensity data were obtained for the pure materials, and from them the values of the attenuation coefficient and density of the materials were obtained. With the X-ray attenuation technique, measurements were made on soil phantom and Hounsfield attenuation values were obtained. The combination of methodologies showed that the good resolution of gamma ray tomography was of paramount importance during the study because it indicated the improvements of the phantom construction phase, besides indicating the necessary adjustments for the measurement phase. In addition to the good temporal and spatial resolution of X - ray tomography, which has a shorter scanning time and a greater capacity for detailing materials with very small or particulate dimensions (such as the minerals used) due to their spatial resolution.

Os tubos metálicos transportam petróleo e gás na superfície, bem como através de poços submarinos, levando matéria-prima para a indústria e transportam o produto final para o mercado. A integridade desses tubos é problema crítico para a operação da indústria desde a fabricação com os processos de soldagem até a manutenção com problemas de corrosão. Em alguns casos, o processo de soldagem não garante a estrutura esperada para determinado uso da junta, surgindo com isso descontinuidades, que podem ser estruturais, dimensionais ou propriedades inadequadas. Os tubos considerados aqui são hipoeutetóides, isto é, tubos de aço com menos de 0,8% de carbono. Com as medidas da transmissão gama foram determinados o coeficiente de atenuação e a densidade radiométrica do aço base e da solda. Para comparar os resultados, a tomografia gama foi simulada com o código MCNPX para transporte de fótons. Importando no MCNPX a geometria definida foi otimizado o tempo de computação para simular a tomografia gama. A imagem tomográfica do tubo de aço foi reconstruída com algoritmo MART(Técnica de Reconstrução Algébrica com Correção Multiplicativa) para uma melhor visualização dos resultados. Os dados coletados com a varredura gama foram analisados e a matriz de correlação quantifica o grau de homogeneidade decrescente da estrutura do aço base, da solda de referencia e do tubo teste, nessa ordem. Aplicando-se uma métrica à distância de Chebyshev para os dados da transmissão gama pode-se observar resultados consistentes com os apresentados pela matriz de correlação. Na sequência o modelo estatístico multivariado o cluster hierárquico foi utilizado para processar os resultados gerados com a distância Chebyshev, e o dendrograma, uma função do Matlab, mostra distância contra número de clusters. Na geometria do MCNPX, defeitos foram introduzidos com o objetivo de detectar um defeito de 1µm na tomografia simulada. Uma curva de calibração foi obtida definindo o limite de resolução no intervalo de 1µm à 50µm.Testes com algoritmo de reconstrução foram realizados para visualizar neste intervalo o defeito simulado. Os resultados do método não destrutivo são comparados com os testes metalograficos tomados como referência. Os dados obtidos nesses procedimentos foram armazenados no banco de dados TOMC. The pipes carry oil and gas on the surface, as well as through subsea wells, bringing raw material to the industry and transporting the final product to the market. The integrity of these pipes is a critical problem for the operation of the industry from manufacturing with the welding processes to maintenance with corrosion problems. In some cases, the welding process does not guarantee the structure expected for a particular use of the joint, resulting in discontinuities, which may be structural, dimensional or inappropriate properties. The tubes considered here are hypoeutectoids, this is, steel tubes having less than 0,8% carbon. The attenuation coefficient and the radiometric density of the base steel and the weld were determined using the gamma transmission measurements. To compare the results, gamma tomography was simulated with the MCNPX code for photon transport. Importing into MCNPX the defined geometry was optimized computing time to simulate gamma tomography. Importing into MCNPX the defined geometry was optimized computing time to simulate gamma tomography. The tomographic image of the steel tube was reconstructed with MART(Algebraic Reconstruction Technique with Multiplicative Correction) algorithm for a better visualization of the results. The data collected with the gamma sweep were analyzed and the correlation matrix quantifies the degree of decreasing homogeneity of the base steel structure, the reference weld and the test tube, in that order. By applying a metric to the Chebyshev distance for the data of the gamma transmission one can observe results consistent with those presented by the correlation matrix. Following the multivariate statistical model, the hierarchical cluster was used to process the results generated with the distance Chebyshev. The dendrogram, a function of Matlab, shows distance against number of clusters. In the geometry of the MCNPX, defects were introduced with the objective of detecting 1µm defect in the simulated tomography. A calibration curve was obtained by setting the resolution limit in the range of 1 µm to 50µm. Tests with a reconstruction algorithm were performed to visualize the simulated defect in this interval. The results of the non-destructive method are compared with the metallographic tests taken as reference. The data obtained in these procedures were stored in the TOMC database.

Capes Este trabalho apresenta simulações de Monte Carlo com objeto com forma de meia-lua, densidade e material conhecidos. Foi colocado dentro de um tubo de aço como arranjo de teste para simulação pelo código MCNPX, a fim de ser validada pelas medidas em experimentos estáticos de transmissão de raios gama e com comparação com dados teóricos. O MCNPX requer uma geometria definida para cada trajetória de fótons. Isto oferece empecilhos para o uso do código em simulação de tomografia. A solução desse problema foi escrever um programa para criar os arquivos de entrada para cada trajetória. Trabalhando nesta sequência, foi criado um banco de dados para organização da grande quantidade de dados gerados. A instalação experimental utiliza um único par fonte-detector, com fonte radioativa isotópica de Césio-137 e o detector de Nal (Tl) de cintilação acoplado a um analisador de multicanal. A análise de erros foi feita com a métrica do RMSE para avaliação da qualidade das simulações. As simulações foram validadas pelos dados experimentais e também pelos dados analíticos com erros satisfatórios segundo a métrica utilizada. This work presents Monte Carlo simulations with object shaped like a half moon with density and material knowns. It was placed inside a steel tube as a test arrangement for simulating the MCNPX code, for validation by static experiments measurement of gamma ray transmission and compared with theoretical data. The MCNPX requires a geometry defined for each photon trajectory. This offers trammels to use the code for tomography simulation. The solution of this problem was developing a program to create input files for each trajectory. Working in this sequence, a database was created to organize large amount of data has been generated. The experimental setup uses a single source-detector pair, with a radioactive isotope Cesium source 137 and the detector NaI (Tl) scintillation coupled to a multichannel analyzer. The error analysis was made with the RMSE metric for evaluating the quality of the simulations. The simulations were validated by experimental data and also by comparison with theoretical data with satisfactory errors according to the metric used.

CNPQ O Craqueamento Catalítico Fluidizado (FCC) é largamente utilizado no processo de refino do petróleo para transformar hidrocarbonetos de baixo valor comercial em produtos de elevado valor agregado, como gasolina, diesel e GLP. A crescente demanda de combustíveis fósseis, que são recursos não renováveis, requer melhor compreensão do processo e da operação, desafios que tem atraído o interesse da indústria e da academia pelo FCC. Esse processo é bastante competitivo e está em continuo desenvolvimento tecnológico, cujas pesquisas estão divididas em duas grandes linhas: modelos fluidodinâmicos frios e modelos cinéticos. A combinação das informações obtidas nas linhas de pesquisas deve retornar ao processo industrial e garantir a competitividade. Com essa perspectiva, foi construída uma Unidade Piloto a Frio (UPF), no Departamento de Energia Nuclear da UFPE, para a investigação de parâmetros fluidodinâmicos no riser da unidade com auxílio das medidas de transmissão gama. A transmissão gama é requerida como método não intrusivo para medir a distribuição da concentração do catalisador no reator do FCC o riser. Com a operação da UPF realizam-se medidas em tempo real de pressão, vazão, intensidade da radiação, com a condição de que a automação garante que as variáveis do sistema estão sob controle. Este controle é necessário para realização das medidas porque as hipóteses dos modelos matemáticos para simular o escoamento bifásico ar–catalisador de FCC, assumem que o sistema é um leito fluidizado circulando em regime estacionário. Numa unidade piloto como no processo industrial, o controle da injeção de catalisador é um processo de extrema importância, pois a eficiência da reação de craqueamento dos hidrocarbonetos depende da concentração e da distribuição do catalisador no riser. No presente trabalho foi desenvolvido um novo tipo de injetor de sólidos, com desempenho avaliado em função da pressão, intensidade gama e da estabilidade do sistema sob controle automatizado. Os resultados apresentados demonstram que as variáveis do processo, medidas em tempo real, apresentaram a precisão requerida para a operação do sistema em regime estacionário. The Fluid Catalyst Cracking FCC is a worldwide used process in petroleum refinery aiming to break fossils long carbohydrates chains into more commercial interesting products as gasoline, diesel, GLP. Increasing demand for renewable energy due to time limiting of the fossils sources and also for environmental reasons requires a continuous development and innovation of the FCC process. Such a demand brings technologic and academic efforts in order to keep FCC as a competitive commercial process. Therefore, the research follows two big lines: fluid dynamics and kinetic which for physical models are developed to simulate industrial plants for studying and return the obtained innovation. Looking for such a research perspective a cold model UPF was installed at Nuclear Energy Department of UFPE for fluid dynamic parameters investigation by means of gamma ray transmission measurements. The nuclear nonintrusive technique is required in the riser for the solid concentration distribution measurements. Online measurements of pressure, flow and gamma intensity are carried out during UPF automated operation that is keeping by control a stead state regime. Such operational conditions are assumed in the hypotheses of mathematical models that air-FCC catalyst flow can be simulated as a circulating fluidized bed in a stead state regime. As for a pilot unit in industrial plants the solid injection in riser is very important as the catalyst concentration distribution maps the cracking reactions, therefore, determining process efficiency. In this work a new solid injector was developed, its capability in keeping stable operational conditions was demonstrated by pressure and gamma intensity measurements under automation control.

Foi investigada a incerteza em modelos: discreto e continuo que descrevem a fluidodinâmica do riser na UPF - Unidade Piloto a Frio tipo FCC – Fluid Cracking Catalyst. O processo de refino de petróleo produz metade da gasolina consumida no mundo e se mantém competitivo com pesquisa e desenvolvimento em duas linhas básicas: a cinética e a fluidodinâmica. Na determinação dos parâmetros fluidodinâmicos a técnica da transmissão da radiação gama é competitiva por realizar medidas não intrusivas. Os sinais emitidos por fonte de radiação e detectados em sistema de aquisição são os utilizados para realizar a Tomografia Gama a mais confiável para analisar o processo de FCC. As medidas experimentais são requeridas para validar os modelos teóricos que simulam o escoamento do leito fluidizado bifásico. No processo de validação dos modelos fluidodinâmicos é necessário avaliar a incerteza dos dados experimentais. O método de avaliar incerteza baseado no GUM – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, foi aplicado a um modelo discreto que descreve fração volumétrica de sólidos no riser, medida por meio da transmissão gama. Os resultados estão apresentados em gráficos e discutidos. A simulação estocástica para avaliação da incerteza, em modelo contínuo unidimensional que descreve o escoamento utilizando os parâmetros medidos experimentalmente, foi realizada e implementada em algoritmo computacional por meio de equações diferenciais estocásticas. We investigated the uncertainty in models: discrete and continuous describing the fluid in the riser UPF - Unit Pilot Cold type FCC - Fluid Cracking Catalyst. The petroleum refining process produces half of the gasoline consumed in the world and remains competitive with research and development in two basic lines: the kinetics and fluid dynamics. In determining the fluid dynamic parameters of the transmission of gamma radiation technique is competitive to perform non-intrusive measures. The signals emitted by radiation source and detected in acquisition system are used to perform tomography range the most reliable to analyze the FCC process. The experimental measurements are required to validate the theoretical models that simulate the flow of two-phase fluidized bed. In the validation process of the fluid dynamic models is necessary to evaluate the uncertainty of the experimental data. The method of evaluating uncertainty based on GUM - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, was applied to a discrete model that describes volume fraction of solids in the riser, measured by the transmission range. The results are shown in graphs and discussed. The stochastic simulation to evaluate the uncertainty in continuous one-dimensional model describing the flow using the experimentally measured parameters was carried out and implemented in computational algorithm using stochastic differential equations.

A tomografia computadorizada tem se consolidado como uma alternativa bastante eficiente na investigação do processo industrial do refino de petróleo. O seu produto final, a imagem reconstruída, é objeto de estudo em uma área de intenso interesse, e inclui métodos de reconstrução advindos dos mais distintos campos de pesquisa. Esta tese apresenta um método de reconstrução iterativo baseado numa abstração chamada em computação gráfica de sistemas de partículas, o PSIRT. O método foi concebido originalmente para atuar em arranjos de tomógrafo com limitado número de trajetórias de raios gama, um requerimento de extrema importância para as aplicações industriais. O PSIRT representa fragmentos do objeto a ser reconstruído como partículas sujeitas a um campo de forças em torno das trajetórias. Tal campo é gerado pelas diferenças entre os dados de entrada de atenuação da trajetória e os dados computados numa dada iteração, baseados na quantidade de partículas presentes num envelope em torno da trajetória. O posicionamento do conjunto de partículas é iterativamente modificado para que essas diferenças atinjam um valor aceitável. Algumas iterações de ajustes de parâmetros são aplicadas de forma alternada com as iterações da dinâmica das partículas. Praticamente todos os diversos resultados da aplicação do PSIRT em dados simulados e também em dados experimentais sugerem uma superioridade qualitativa em relação a métodos algébricos consagrados. Os sinogramas simulados foram produzidos a partir de diferentes tipos de fantomas, incluindo duas configurações estacionárias observadas no estudo de fluidodinâmica, e as comparações foram feitas com o algoritmo ART e alguns de seus variantes, e incluiu uma métrica concebida para capturar formas geométricas. Uma das características mais marcantes do PSIRT é a ausência de ruídos de ordem global, um dos problemas enfrentados por outros métodos em número limitado de trajetórias. Os sinogramas de dados experimentais foram produzidos num tomógrafo de alta velocidade de raios gama (tomógrafo HSGT), como também num tomógrafo de 1ª geração. Embora os dados ruidosos tenham afetado sensivelmente o desempenho do PSIRT, verificou-se que este fato se deu menos no método do que nos métodos algébricos. Tais considerações presentes nesta tese conferem ao PSIRT a condição de um método bastante competitivo em aplicações de tomografia industrial.

ANP/PRH/28 Foram realizadas medidas de fração volumétrica do catalisador por meio da técnica de trans missão de radiação-, para validar experimentalmente a simulação, com o uso da Fluidodinâmica Computacional (CFD) e o modelo matemático que correlaciona a taxa de circulação do catalisador no riser de uma Unidade Piloto a Frio (UPF) tipo Craqueamento Catalítico Fluido (FCC - FluidCatalyticCracking). As altas temperaturas e as grossas paredes de aço que compõem as unidades de Craqueamento Catalítico Fluido (FluidCatalyticCracking - FCC), além de altas taxas de erosão do escoamento, dificultam uma avaliação precisa de importantes parâmetros fluidodinâmicos como as taxas de circulação e perfis de distribuição axial e radial das fases em escoamento. Uma das estratégias adotadasna observação de fenômenos fluidodinâmicos para solução desses problemas tem sido a utilização de unidades piloto a frio, como a que foi elaborada e instalada no Departamento de Energia Nuclear da UFPE, para o desenvolvimento de técnicas de medidas não intrusivas, adequadas para informações precisas sobre o escoamento no riser. Uma análise das equações que modelam a entrada do catalisador no riser, importante parâmetro para o banco de dados de aplicação da CFD, mostrou que a taxa de circulação do catalisador é essencial à simulação do processo. Um conjunto de fonte e detector de radiação-[fonte Am-241/detetor de NaI(Tl)], posicionados diametralmente opostos em determinada altura no riser, permitiu a obtenção de medidas da atenuação do feixe de radiação pelo catalisador em escoamento. A comparação entre os perfis de fração volumétrica obtidos experimentalmente e por simulação apresentou convergência entre os mesmos e demonstrou que a determinação da taxa de circulação do catalisador e a utilização de métodos não intrusivos são essenciais à estimativa precisa das condições de operação em um riser.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_alex_sandro.pdf: 1913546 bytes, checksum: 4b66064e90d6f91355a93dc670dd6261 (MD5) Previous issue date: 2011-11-30 Atmospheric pollutants has become a major world concern for environmental and public health. Several studies have already addressed in this context about theme in order to verify the association between increased incidences of diseases with increased air pollution, mainly in cities where vehicle traffic has increased significantly. The pollution control is usually done by monitoring air quality through the sensor network. This monitoring network, besides being used as a tool for measuring public health safety, allow analyze the benefits gained by efforts to control the levels of air pollution and justify possible actions in case of breach of the thresholds established by legislation. The high costs involved and the difficulty inherent in the logistics of deployment and maintenance of the collection points can lead to an inappropriate placement or unrepresentative, if not carefully studied. Therefore, a good choice of site of insertion point is essential to provide greater efficiency in these costs. In this sense, the use of the weighted diagram Vononoi was used as a tool to determine the coverage area of each pollutant atmospheric sensor. After being realized the simulations, the coverage area of each sensor related with their own weight, were presented in a satisfactory way A poluição atmosférica tornou-se uma das maiores preocupações mundiais para a saúde pública e ambiental. Vários estudos já abordaram o contexto desse tema, no intuito de verificar a associação entre o aumento da incidência de doenças com o aumento da poluição atmosférica, principalmente em cidades onde o tráfego de veículos tem aumentado de forma significante. O controle dessa poluição, normalmente, é realizado através da monitoração da qualidade do ar, por meio de rede de sensores. Esta rede de monitoramento, além de ser utilizada como instrumento de medida de segurança de saúde pública, permite analisar os benefícios propiciados pelas ações de controle dos níveis de poluição do ar e justifica possíveis intervenções em caso de violação dos limiares estabelecidos pela legislação. Os altos custos envolvidos e a dificuldade inerente à logística de implantação e manutenção dos pontos de coleta podem levar a um posicionamento inadequado ou pouco representativo, quando não estudado cuidadosamente. Portanto, uma boa escolha do local de inserção do ponto é indispensável para propiciar uma maior eficiência nesses custos. Os Diagramas de Voronoi Valorados foram utilizados como uma ferramenta para determinar a área de abrangência de cada sensor de poluição atmosférica. Após a realização das simulações, as áreas de abrangência de cada sensor relacionada com seu peso, foram apresentadas de maneira satisfatória

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_joao_vitaliano.pdf: 3830418 bytes, checksum: 070ec1571374e586d59c4da07112f8f3 (MD5) Previous issue date: 2011-07-07 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Models based on the statistical techniques of time series were used to identification of trends, seasonality and randomness in monthly averages of the meteorological parameters of Recife city. To analyses trends it is possible to adjust linear regression and moving averages models. Were used time series data, covering a period of nineteen years, from January 1989 to December 2009, on the average monthly temperature compensated, maximum temperature, minimum temperature, precipitation and relative humidity. Studies on regional and global climate change have drawn attention not only of the scientific community over the last decade, but also the general public. Advance knowledge of weather conditions can help society avoid wasting human and material resources, so it can adjust the schedule of activities, based on forecast demands that depend on these weather conditions. Compensated average temperature, maximum temperature, minimum temperature and rainfall showed positive trends for characterizing the city of Recife, a mild climate change, most evident in the second decade of the studied period. During the 19 year period chosen for this study, the El Nino weather event occurred 9 times causing much of the scientific community to give this phenomenon the probable liability of climate anomalies observed in recent decades Foram utilizados modelos estatísticos com base na metodologia de análise de séries temporais. As técnicas de regressão linear e médias móveis permitiram a identificação de tendências, sazonalidade e aleatoriedade, de médias mensais de parâmetros meteorológicos da cidade do Recife, capital do Estado de Pernambuco. Foram utilizadas séries históricas, abrangendo um período de dezenove anos, de janeiro de 1989 a dezembro de 2009, relativas a valores médios mensais de temperatura compensada, temperatura máxima, temperatura mínima, precipitação e umidade relativa. Os estudos sobre mudanças climáticas globais e regionais têm chamado a atenção, não apenas da comunidade cientifica na última década, mas também do publico em geral. O conhecimento antecipado das condições climáticas pode ajudar a sociedade a evitar desperdícios de recursos humanos e materiais, de forma que se possa adequar a programação de atividades, com base na previsão de demandas que dependam dessas condições climáticas. As médias de temperatura média compensada, temperatura máxima, temperatura mínima e precipitação média apresentaram tendências positivas caracterizando para a cidade do Recife, uma discreta alteração climática, mais evidente na segunda década do período estudado. Durante os 19 anos do período escolhido para a presente pesquisa, o evento climático El Niño ocorreu 9 vezes fazendo com que boa parte da comunidade científica atribua a este fenômeno a provável responsabilidade das anomalias climáticas observadas nas últimas décadas

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_ridelson_tavares.pdf: 10303528 bytes, checksum: 006e6f96ef04e3b2e970da0e8ea0e649 (MD5) Previous issue date: 2009-12-10 It is undeniable that the advancement of technology and industrial development comes from this bring many benefits to humanity, especially with regard to improvement in quality of life of the general population. Indeed, such advances are such present in modern life that it is difficult to imagine life without some of these, such as electricity and water widely available, sanitation and distribution systems and transportation.While most of the human population is distributed in large urban centers, the growing demand for non-renewable resources such as water and energy seems to be a global trend in the short term and irrevocable. Even in agricultural centers, the introduction of mechanization and practices such as irrigation extend the speed of growth of demand for these resources.Moreover, the overall picture does not appear promising since, to meet growing demand from a growing human population also more than six billion people, you can count on only 0.02% of available water on the planet: that which is in direct use of scenarios such as rivers, lakes and underground reservoirs affordable.To make the situation even worse, consider is the fact that the same overall picture indicates strong growth in the rate of degradation generating, so influenced mainly by new realities weather also imposed by human action, a growing scarcity of the resource.ln this context, Brazil is the only one time, a privileged position and risk with respect to global scenario. Indeed, Brazil has 12 river basin having one of the largest global availability of drinking water or easy treatment, however, given that the rate of urbanization in some of these basins be over 90% and that less than 20% of urban domestic sewage passes through some type of treatment before final disposal in a river or the ocean, such basins are being rapidly degraded and, in a few years, some of them may become viable for human consumption or agricultural use.Thus, the main problems to be addressed by mechanisms for management of water resources are: The subsequent degradation and pollution of water available in different river basins and the management of competition for appeal.Mathematical models suitable for modeling real dynamic systems can contribute as a tool for decision-making measures that regarded water quality. The improvement of mathematical models in urban hydrology, contributes to the reduction of uncertainties in the diagnostic studies of existing systems, design and dimensioning of solutions to pollution. Given therefore that the major cause of pollution direct a spring water flows from the improper disposal of urban waste health, this research project aims to carry out the mathematical modeling of such Descartes allowing the generation of various scenarios and development based on these scenarios, public policies for managing water, the level of pollution control and generation of acts of violation. This model should be immediately applicable - and even be calibrated by data from the historical series of measurements available on the consultation CPRH - to specific parts of the water system composed of the urban sections of rivers Beberibe and Capibaribe in excerpts to be selected by criteria described over design É inegável que o avanço da tecnologia e o desenvolvimento industrial advindo deste trazem inúmeros benefícios para a humanidade, sobretudo, no que se refere à melhoria na qualidade de vida da população em geral. De fato, tais avanços são de tal ordem presentes na vida moderna que se torna difícil imaginar a vida sem alguns destes como, por exemplo, energia elétrica e água, amplamente disponíveis, saneamento básico e sistemas de distribuição e transporte, ainda que a maior parte da população humana se distribua em grandes centros urbanos, o crescimento demanda de recursos não renováveis tais como água e energia que parecem ser uma tendência mundial e irrevogável no curto prazo. Mesmo nos centros agrícolas, a mecanização e a introdução de práticas como a irrigação ampliam a velocidade de crescimento da demanda de tais recursos.Por outro lado, o cenário global não parece promissor uma vez que, para suprir a demanda crescente de uma população humana também crescente de mais de seis bilhões de habitantes, pode-se contar com apenas 0,02% da água disponível no planeta: aquela que se encontra em cenários de uso direto tais como rios, lagos e reservatórios subterrâneos economicamente acessíveis. Para agravar tal situação, considere-se o fato de que o mesmo cenário global indica forte crescimento da velocidade de degradação; gerando, de forma influenciada, sobretudo por novas realidades climáticas impostas também pela ação humana, uma crescente escassez deste recurso. Nesse contexto, o Brasil encontra-se, a um só tempo, em posição privilegiada e de risco com relação ao cenário global. Com efeito, o Brasil possui 12 regiões hidrográficas possuindo uma das maiores disponibilidades mundiais de água potável ou de fácil tratamento, contudo, dada que a taxa de urbanização em algumas destas bacias é superior a 90% e que menos de 20% do esgoto urbano nacional passa por algum tipo de tratamento antes do descarte final em algum rio ou no oceano, essas bacias estão sendo rapidamente degradadas e, no decurso de poucos anos, algumas delas podem se tornar inviáveis para o consumo humano ou utilização agrícola. Dessa forma, os principais problemas a serem tratados pelos mecanismos de gestão de recursos hídricos são: a poluição e posterior degradação da água disponível nas diferentes bacias hidrográficas e o gerenciamento da competição pelo recurso. Modelos matemáticos adaptados a modelagem de sistemas dinâmicos reais podem contribuir como ferramenta de tomada de decisão para medidas que resguardem a qualidade da água. O aprimoramento de modelos matemáticos, em hidrologia urbana, contribui para a redução de incertezas em estudos de diagnóstico de sistemas existentes, de concepção e de dimensionamento de soluções de poluição. Dado, portanto, que a maior causa de poluição direta de mananciais hídricos decorre do descarte inadequado de resíduos sanitários urbanos. Este projeto de pesquisa tem por objetivo realizar a modelagem matemática de tais descartes possibilitando a geração de cenários diversos e a elaboração baseada em tais cenários de políticas públicas de gerenciamento hídrico, controle do nível de poluição e geração de atos de infração. Tal modelo deve ser imediatamente aplicável - e será inclusive calibrado por dados da série histórica de medições disponíveis sob consulta a CPRH - a partes específicas do sistema hídrico composto pelos perfis urbanos dos rios Capibaribe e Beberibe em trechos a serem selecionados mediante critérios descritos ao longo do projeto

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_roberto_cesar.pdf: 1051704 bytes, checksum: 01800777eccdcbca21a49c5a3a0b2da5 (MD5) Previous issue date: 2008-06-10 The objective of this study was to evaluate the conditions for modeling the pollution of a river by an effluent from laundry and dying industries. Samples were collected from this treated effluent in the city of Toritama, Pernambuco and in the Capibaribe river before and after the effluent launch. Temperature, pH, color, turbidity, sedimented solids, electrical conductivity, nitrogen (ammonium, nitrite and nitrate), dissolved oxygen, chemical oxygen demand, biochemical oxygen demand, bacteria counting pattern and coliforms (total and thermotolerant) were analyzed. The results of temperature, pH, color, turbidity and sedimented solids from the industrial effluent did not interfere in the water quality of the Capibaribe river. The high electrical conductivity due to the excess of salts in this effluent was one of the parameters responsible for the ecological imbalance. The absence of dissolved oxygen in the treated effluent was one of the factors that did not help the selfdepuration of water. The launch of organic material in the Capibaribe river water with low concentrations of dissolved oxygen was confirmed by the high biochemical oxygen demand. The high bacteriological contamination detected also contribuited for the water pollution. The non sustainability of the river in the period of drought and the difficulty of determining the flow because of dams in the stretch examined, were determining factors that haltered the development of a methodology to identify the type of the mathematic model that should be applied in this study. The disorderly occupation of laundry and dying industries on the banks of the river and the lack of sanitation in the region were the factors that characterized the diffuse pollution. Thus, the construction of a model to simulate the environmental impact of the effluents from the laundry and dying industries was not feasible. The conditions for this investigation did not offer minimal resources needed for the modeling of the River in Toritama. There is a need for a survey of data in small portions of the Rio so that the experimental results can be evaluated and interpreted, targeting the development of a model that could assist in the management of water resources in the region O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições para modelagem da poluição de um rio não perene por efluente de lavanderia e tinturaria industriais. Foram coletadas amostras do efluente tratado no município de Toritama, Pernambuco e do rio Capibaribe a montante e a jusante do lançamento desse efluente. Foram analisados: temperatura, pH, cor, turbidez, sólidos sedimentáveis, condutividade elétrica, nitrogênio (amônia, nitrito e nitrato), oxigênio dissolvido, demanda química de oxigênio, demanda bioquímica de oxigênio, contagem padrão de bactérias e coliformes totais e termotolerantes. Os resultados de temperatura, pH, cor, turbidez e sólidos sedimentáveis do efluente industrial não interferiram na qualidade da água do rio Capibaribe. A condutividade elétrica elevada devido ao excesso de sais existentes no efluente de lavanderia e tinturaria industriais foi um dos parâmetros responsável pelo desequilíbrio ecológico. A ausência de oxigênio dissolvido nesse efluente tratado foi um fator que desfavoreceu a autodepuração da água. O lançamento de matéria orgânica na água do rio Capibaribe, com baixa concentração de oxigênio dissolvido foi confirmado pelos valores elevados da demanda bioquímica de oxigênio. Os valores elevados de contaminação bacteriológica detectados também contribuíram para a poluição da água. A não perenidade do rio no período de estiagem e a dificuldade de determinar a vazão devido à existência de barragens no trecho analisado, foram fatores que dificultaram o desenvolvimento de uma metodologia para identificar o tipo de modelo matemático que deveria ser aplicado no referido estudo. A ocupação desordenada da região por Empresas desse segmento nas margens do Rio e a falta de saneamento básico nessa região foram os fatores que caracterizaram a poluição difusa. Então, a construção de um modelo para simular o impacto ambiental por efluente de lavanderia e tinturaria industriais foi inviável. As condições de investigação não ofereceram recursos mínimos necessários para a modelagem da água do rio Capibaribe em Toritama. Há necessidade de um levantamento de dados em pequenos trechos do Rio para que os resultados experimentais possam ser avaliados e interpretados, visando à elaboração de um modelo que possa auxiliar na gestão dos recursos hídricos da região

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2017-11-13T18:41:52Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_aziel_alves_arruda.pdf: 1108637 bytes, checksum: 2eb8730eca87f2683055187ba96e11ca (MD5) Made available in DSpace on 2017-11-13T18:41:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_aziel_alves_arruda.pdf: 1108637 bytes, checksum: 2eb8730eca87f2683055187ba96e11ca (MD5) Previous issue date: 2008-01-02 The purification of biodiesel of the production process by transesterification of oils and fats require the removal of glycerin waste. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. As calculation methodology correlations that lead to the sizing diagrams were converted into mathematical models involving significant dimensionless numbers. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. They had been simulated and analyzed the conditions of separation of the mixture biodiesel-glycerin, integrant stage of the process of production of this biofuel of separation of oils and fats, in optimized and not optimized operational conditions. The optimization strategy was the use of economic and geometric correlations, which had led to the attainment of a minimum cost. One of the stages most important of the process of production of biodiesel is of its purification. One hidrociclone of the conventional type was considered for the related stage. The used strategy for elaboration of the objective function was composed of three terms: cost of acquisition, cost of operation and the associated cost does not collect of biodiesel, all as function of the diameter of the equipment. As programs of calculations for sizing and optimization the electronic spread sheet Excel and its tool had been used to solve. The results had shown that the strategy and optimization had supplied values of not optimized sizing very next to the ones of condition, demonstrating that the same one can be used as reinforcement, at a time where the economic criteria are important justifications of investments in the improvements of the productive processes. A purificação do biodiesel originado do processo de produção por transesterificação de óleos e gorduras requer a remoção de resíduos de glicerina. Como metodologia de cálculos correlações que dão origem a diagramas de dimensionamento foram transformados em modelos matemáticos envolvendo importantes números adimensionais. Apresenta-se uma estratégia de separação da glicerina dispersa no biodiesel utilizando um hidrociclone otimizado da família Rietema. Foram simuladas e analisadas as condições de separação da mistura biodiesel-glicerina, etapa integrante do processo de produção desse biocombustível por transesterificação de óleos e gorduras, em condições operacionais otimizadas e não otimizadas. A estratégia de otimização foi o uso de correlações econômicas e geométricas, as quais levaram à obtenção de um custo mínimo. Uma das etapas mais importante do processo de produção de biodiesel é a de sua purificação. Um hidrociclone do tipo convencional foi proposto para a referida etapa. A estratégia usada para elaboração da função objetivo foi composta de três termos: custo de aquisição, custo de operação e o custo associado a não coleta do biodiesel, todas como função do diâmetro do equipamento. Como programas de cálculos para dimensionamento e otimização foram utilizadas a planilha eletrônica Excel e sua ferramenta solver. Os resultados mostraram que a estratégia e otimização forneceram valores de dimensionamento muito próximos dos de condição não otimizadas, demonstrando que a mesma pode ser utilizada como reforço, numa época em que os critérios econômicos são importantes justificativas de investimentos nas melhorias dos processos produtivos.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_ricardo_francisco.pdf: 1013747 bytes, checksum: 1378e1904be81342e7cf1b3a4c0a7516 (MD5) Previous issue date: 2007-12-01 The objective of this study was to elaborate and to develop strategies for the design of a pilot plant of an Upflow Anaerobic Sludge Blanket - UASB. In the design of UASB type reactors, mainly those that deal with effluent of low concentration, the sizing is made by the hydraulical load criterion, and not for the organic load. In this case, the ascending velocity in the decantation and digestion compartments starts to be of basic importance higher velocities result in the loss of biomass of the system, reducing the process stability. As consequence, the height of the reactor must be reduced, increasing its transversal section, in order to guarantee the maintenance the upward velocity of the adequate ranges. In for the project of an UASB pilot reactor, with didactic purposes, the functions of each component of the reactor had been studied, identifying to them the necessary fluid dynamic characteristics to the good performance of the set. Simple mathematical models are presented to guarantee ranges of upward and sedimentation velocities of the liquid and solid phases, respectively. For the gaseous phase important operational parameters had been identified, mainly in the stages of start-up and shutdown. As one of the consequences of the study a computational program of sizing for a pilot UASB is presented in Matlab® language. The program is simple, interactive and provides simulation of hydraulical parameters of the reactor. With aid of support tools as pilot unit and of simulation program, it can be made forecasts of an operation adjusted for UASB reactors in commercial scale O objetivo deste estudo foi elaborar e desenvolver estratégias para o projeto de uma planta piloto de um reator anaeróbico de fluxo ascendente (RAFA), também denominado reator anaeróbico de manta de lodo (UASB - Upflow Anaerobic Sludge Blanket). No projeto de reatores do tipo UASB, principalmente aqueles que tratam esgotos de baixa concentração, o dimensionamento é feito pelo critério de carga hidráulica, e não pela carga orgânica. Neste caso, a velocidade ascendente nos compartimentos de digestão e de decantação passa a ser de fundamental importância - velocidades excessivas resultam na perda de biomassa do sistema reduzindo a estabilidade do processo. Como conseqüência, a altura do reator deve ser reduzida, aumentando-se a sua seção transversal, a fim de garantir a manutenção das velocidades ascensionais dentro das faixas adequadas. Para o projeto de um reator UASB piloto, com finalidades didáticas, foram estudadas as funções de cada componente do reator, identificando-lhes as características fluidodinâmicas necessárias ao bom desempenho do conjunto. Apresentam-se modelos matemáticos simples para garantir faixas de velocidades ascencionais e de sedimentação das fases líquida e sólida, respectivamente. Como uma das conseqüências do estudo apresenta-se um programa computacional de dimensionamento para um UASB piloto em linguagem Matlab®. O programa é simples, interativo e proporciona estimativas de parâmetros de projeto do reator. Com auxílio de ferramentas de apoio do tipo unidade piloto e programa de simulação, pode-se fazer previsões das dimensões adequadas para UASB em escala comercial

A dosimetria química tem sido utilizada como referência na medida da dose absorvida, com o dosimetro Fricke, em laboratórios de padronização. Este dosímetro é considerado um padrão dosimétrico absoluto em medidas de dose de radiação entre 20 e 400 Gy, cobrindo um amplo espectro de energia, desde raios- X, raios-g até feixe de elétrons rápidos. O presente trabalho tem como objetivos implementar o dosímetro Fricke tradicional no Centro Regional de Ciências Nucleares CRCN/CNEN e desenvolver uma metodologia para a sua utilização em raios-X de baixa energia, isto é, raios-X com energia média no intervalo de 19,7 KeV a 52,2 KeV. Esta metodologia é requerida para viabilizar uma faixa mais ampla de aplicação do dosímetro Fricke incluindo os raios-X de baixa energia utilizados no tratamento de tumores superficiais. O método proposto foi validado por meio de intercomparaçãoes com câmaras de ionização calibradas para medidas de Kerma no ar em feixes de radiação de Co-60 e raios-X de baixas energias (superficiais). Quando utilizado na dosimetria de fontes de radiação gama de altas energias, Co-60, o desempenho do dosímetro Fricke foi avaliado comparando-se os seus resultados aos obtidos com câmara de ionização cilíndricas, rastreadas ao PTB Physikalisch-Technischen Bundesanstalt e ao NPL National Physical Laboratory. Para análise da reprodutibilidade do dosímetro Fricke, utilizou-se um irradiador do tipo Gammacell, com 5 amostras de solução Fricke distribuídas simetricamente; as irradiações foram realizadas em 8 experimentos cujos tempos de irradiação foram de 6,4 até 160 segundos. As doses induzidas foram analisadas e com a avaliação estatística um desvio padrão de 1,5 % foi obtido. Para medidas da grandeza dose absorvida na água em feixes de raios-X, utilizou-se fatores de correção para a resposta do dosímetro Fricke em relação a uma câmara de ionização de placas paralelas do tipo rastreada ao PTB. Os resultados indicam que o dosímetro Fricke tradicional opera adequadamente para dosimetria de altas energias (Co-60) e para se obter uma incerteza em torno de 3% deve-se utilizar absorvâncias com valores maiores do que 0,15, o que corresponde a uma dose de aproximadamente 40Gy. Estas condições de operação do dosimetro Fricke atendem às especificações da norma ASTM E 1026-04. Para a dosimetria de raios-X superficiais, houve a necessidade de calibrar a resposta do Fricke com a câmara de ionização, pois nesta faixa de energia o dosímetro Fricke não é absoluto, devendo ser calibrado. A introdução desta etapa induziu nova incerteza que foi avaliada e calculada na incerteza total. A incerteza na dosimetria de raios-X superficiais, para doses acima de 62 Gy, com o dosímetro Fricke é em torno de 10%; neste caso, devido à correção da exatidão do Fricke em relação à câmara de ionização, uma absorvância de 0,15 corresponde no caso de pior exatidão a uma dose de 62 Gy. A sensibilidade do método dosimétrico sendo limitada pela medida no espectrofotômetro da concentração de +3Fe induzida pela radiação, leva à conclusão: o dosímetro Fricke é um instrumento adequado para a medição de raios-X superficiais em uma faixa de 42 Gy a 620 Gy

Orietadores: João Alexandre F. R. Pereira, Carlos Costa Dantas TESE (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: A cinética da reação de desidratação térmica da gipsita foi estudada em reator a leito fluidizado em escala de laboratório. O minério foi fluidizado e aquecido até as condições da reação: 'Ca¿¿S¿O IND. 4¿.2 'H IND. 2¿¿O¿ ® 'Ca¿¿S¿¿O IND. 4¿ . O,5 'H IND. 2¿¿O¿ + 1,5 'H IND. 2¿¿O¿ através de um fluxo de ar quente. O reator operou em regime contínuo em relação à fase gasosa, em regime de batelada com relação à gipsita e em condições isotérmicas. Inicialmente se definiu a dimensão da partícula sólida, para a qual o efeito da penetração térmica, como etapa controladora da reação, poderia ser desprezado. A análise cinética foi realizada por métodos mecanístico e não-mecanístico. Os dados experimentais foram avaliados estatisticamente e ajustados a modelos matemáticos da reação. A temperaturas próximas dos 100°C o mecanismo assemelhou-se ao de uma reação de primeira ordem. Para temperaturas entre 110 °C e 140°C, a reação apresentou, preferencialmente, um comportamento semelhante ao de um mecanismo de avanço da interface em duas dimensões. Na faixa de temperaturas utilizada as constantes de velocidade da reação puderam ser estimadas pela equação de Arrhenius, através da qual foram calculados valores para a energia de ativação em torno de 10 kcal/¿mol POT. ¿1¿ e para o fator pré-exponencial, em torno de 4.¿10 POT. 3¿¿min POT ¿1 Abstract: Not informed. Doutorado Sistema de Processos Químicos e Informatica Doutor em Engenharia Química