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Orientador: Saul Gonçalves d'Avila Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Este trabalho apresenta a avaliação de duas equações de estado não cúbicas, as equações PHCT e SUZUKI, em relação aos seus desempenhos em cálculos de equili'brio líquido-vapor (EL V) para projeto e simulação de processo. A complexa equação PHCT original é adequada para representar EL V de misturas binárias e multicomponentes de hidrocarbonetos leves e pesados na faixa de temperatura e pressão normalmente encontrada em processos petroquímicos. Entretanto, a escassez de extensas tabelas de parâmetros de componentes puros e de interação binária apropriadas impede a aplicação generalizada desta equação em cálculos de processos. Um exemplo deste fato é dado em relação a simulação de uma coluna de destilação industrial envolvendo a separação de 17 hidrocarbonetos de diferentes tamanhos. Apesar de demandar mais tempo de computação, os resultados são equivalentes àqueles obtidos com a equação de estado cúbica de Soave-Redlich-Kwong, mais simples estruturalmente. A equação de SUZUKI é urna expressão não cúbica que fornece boa representação de isotermas de dados PVT na região crítica, indicando, desta forma, um potencial para aplicação em projeto e simulação de processos supercríticos. A avaliação é restrita ao EL V de sistemas contendo CO2 na faixa de alta pressão. A equação mostrou-se apropriada para correlacionar e predizer dados de equilíbrio de fases de misturas envolvendo compostos normalmente encontrados em produtos naturais. Entretanto, quando se usa a equação cúbica de Peng-Robinson, para os mesmos sistemas, são obtidos resultados equivalentes Abstract: This work presents the evaluation of two non cubic equations of state, namely PHCT and SUZUKI equations, concerning their performance in VLE calculations for process design.The original, complex PHCT equation is adequate to represent VLE of binary and multicomponent mixtures of low and high molecular weight hydrocarbons in the range of temperature and pressure normally found in petrochemical processes. However, the lack of suitable and extensive tables for pure components and binary interaction parameters hinders the generalized application of this equation in process designo An example is given concerning the simulation of a distillation column involving the separation of 17 hydrocarbon components. Although demanding more computer time, the results are equivalent to those obtained with the more simple, cubic Soave-Redlich-Kwong equation. SUZUKI equation is a non cubic expression tOOt gives a good representation of isothenns of PVT data in the critical region, thus indicating a potential for application to design of supercritical processes. The evaluation is restricted to EL V of CO2 containing systems in the high pressure range. The equation showed to be appropriate to correlate and predict phase equilibrium data of mixtures involving compounds normally found in natural products. However, when using the cubic Peng-Robinson equation, for the same systems, equivalent results are obtained. Mestrado Desenvolvimento de Processos Químicos Mestre em Engenharia Química

Orientador: Artur Zaghini Francesconi Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: Neste trabalho estudou-se a solubilidade do hidrogênio em álcoois de cadeia normal (metanol, etanol, l-propanol e l-butanol), em sistemas com e sem eletrólitos (sais), na faixa de temperatura de 298,15 a 523,15 K e pressões de 4 a 10 MPa. O método experimental utilizado foi o Método da Pressão Total, que se caracteriza principalmente por não ser necessária a retirada de amostras das fases em equilíbrio, a fim de determinar sua composição. As frações molares de cada fase (líquido e vapor) são determinadas a partir dos seguintes dados experimentais: número de moles do soluto e do solvente no sistema, pressão, temperatura e volume do sistema em equilíbrio, utilizando para isso o formalismo da Termodinâmica. O equipamento utilizado nos experimentos é uma autoclave da empresa LECO'MARCA REGISTRADA¿Corporation, modelo RA-l A-1. A análise dos dados obtidos mostrou que nos sistemas binários (álcool-hidrogênio), a solubilidade do hidrogênio aumenta com o aumento da temperatura e da pressão e que ela é maior à medida que aumenta a cadeia carbônica do álcool. O etanol se mostrou uma exceção a esta regra, apresentando valores para a solubilidade do hidrogênio um pouco maiores que os obtidos para o l-propanol. Os sais usados nos sistemas com eletrólitos foram o cloreto de lítio (LiCI) e o acetato de potássio (KAc). Os álcoois utilizados nestes experimentos foram metanol e etanol. Também nestes sistemas temários observou-se o aumento da solubilidade do hidrogênio à medida que a temperatura e a pressão aumentavam. Nestes sistemas salinos observou-se uma redução na solubilidade do hidrogênio na fase líquida, caracterizando um efeito de "salting-out". Esta redução foi maior em condições de temperatura e pressão mais baixas, sendo observado um efeito mais pronunciado quando se utilizou o acetato de potássio. Foi realizada também uma modelagem da fase líquida, considerando a hipótese da formação de complexos de solvatação entre as moléculas de solvente e íons do sal dissociado. Os dados experimentais obtidos são satisfatórios, quando comparados com alguns poucos existentes na literatura e considerando também a incerteza do método experimental. Também o modelo utilizado pôde ser bem ajustado, possibilitando a reprodução dos dados experimentais com uma pequena margem de erro. Estes dados podem ser utilizados no projeto de equipamentos e processos de aplicação em engenharia, bem como no desenvolvimento de modelos para predição de grandezas termodinâmicas Abstract: In this work the solubility of hydrogen in n-a1cohols (methanol, ethanol, l-propanol and l-butanol), in systems with or without electrolytes (salts), in the temperature range from 298.15 to 523.15 K and pressures from 4 to 10MPa, was studied. The experimental method used was the Total Pressure Method, which eliminates sampling and analysis of the phases, determining the composition of the phases at equilibrium using the following experimental data: number of moles of solute and solvent in the system, pressure, temperature and volume of the system at equilibrium, together with thermodynamic equations for fluid-phase equilibria. The equipment used in the experiments is a high pressure apparatus from LECO'TRADEMARK¿Corporation, model RA-1 A-1. Experimental data for binary systems (a1cohol-hydrogen) have showed that the solubility of hydrogen increases with increasing temperature and pressure and that it is as greater as the carbonic chain length of the a1cohol. Ethanol is an exception for this mie, showing values for the solubility of hydrogen which are a little bit greater than the ones presented for l-propanol. The salts used in the systems containing electrolytes were lithium chloride (LiCI) and potassium acetate (KAc). The a1cohols used in these experiments were methanol and ethanol. Once again in these syslems it was observed that the solubility of hydrogen increases with increasing temperature and pressure. ln these ternary systems the presence of salts caused a decrease in the solubility of hydrogen in the liquid phase, characterizing a "salting-out" effect. This effect is greater in conditions of lower temperature and pressure, specially for potassium acetate. A modelling of liquid phase was done, considering the hypothesis of formation of solvation complexes between solvent molecules and ions from the dissociated salt. The experimental data obtained are reasonable, when compared with some few results existing in literature and also considering the uncertainty of the experimental method. Also the model used could be well fitted, making data reproduction possible, within a narrow range of error. These data can be used in the design of equipments and engineering processes as well in the development of models for predicting thermodynamics properties Doutorado Sistemas de Processos Químicos e Informática Doutor em Engenharia Química

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-25T16:24:58Z No. of bitstreams: 1 141585.pdf: 1594530 bytes, checksum: 081068ca2e24ebcade33327ac1e3ee61 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-25T16:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141585.pdf: 1594530 bytes, checksum: 081068ca2e24ebcade33327ac1e3ee61 (MD5) Previous issue date: 1975-09 A determinação da impedância acústica e coeficiente de absorção em meios porosos é realizada em tubos de impedância para ar e água. A medição em água envolve o desenvolvimento de urna técnica experimental própria. Os parâmetros porosidade, densidade, permeabilidade e espessura das amostras porosas são medidos experimentalmente, e estudado o modo como estes influenciam a impedância e absorção acústica. Os parâmetros da amostra assim determinados são introduzidos em teoria de propagação em meios porosos existente e a absorção teoricamente obtida é comparada com os dados das medições em tubo de impedância. Os valores maiores de absorção medidos em comparação com os previstos pela teoria são atribuídos as ressonâncias nas cavidades do esqueleto poroso. Acoustic impedances and absortion coefficients in fluid-saturated porous solids are experimentally determined in air and water in impedance tubes. An experimental methodology is developed for the measurements in water. A study is made of the ways in which the experimentally measured parameters porosity, density, permeability and sample thickness, influence acoustic impedance and absortion. Those parameters are introduced into an existent theory of propagation in porous media and the resulting absortion is compared with the one obtained experimentally. The higher values of the measured acoustic absortion as compared to the ones predicted by the theory are atributed to resonancess in the cavities of the porous esqueleton.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-11T15:37:31Z No. of bitstreams: 1 118720.pdf: 777928 bytes, checksum: fae32a122e56d5e1643aecc1c46e5ad2 (MD5) Made available in DSpace on 2017-12-11T15:37:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 118720.pdf: 777928 bytes, checksum: fae32a122e56d5e1643aecc1c46e5ad2 (MD5) Previous issue date: 1968-06 Apresenta uma sistematização e uma aplicação do método de Poincaré-Lighthill-Kuo (PLK) para a solução de equações a derivadas parciais pelo desenvolvimento em série de funções. Pelo exposto fica evidente que o método das perturbações pode ser aplicado a um perfil “suave” qualquer. Como orientação para a leitura dividimos o trabalho em duas partes. Na primeira fizemos um estudo generalizado e na segunda temos uma aplicação a um perfil cossenoidal. Há ainda uma terceira parte destinada a comentários e dois anexos contendo os programas e curvas determinadas por estes. A principal utilidade de nossas conclusões será na Aerodinâmica de vez que faz parte de nossas hipóteses simplificadoras a suposição de um elevado número de Reynolds. A solução fica também restrita à primeira parcela perturbada que, em casos especiais (como ocorre na placa cossenoidal),pode ser na realidade a segunda parcela e assim por diante. Para ordens superiores torna-se necessário a introdução de uma distorção do sistema de coordenadas em função do parâmetro-perturbação o que não foi realizado por carência absoluta de tempo. De uma forma geral, para fácil assimilação, as conclusões encontradas podem ser encaradas como uma correção da solução de Blasius para a placa plana em função da ordem de grandeza da perturbação. Mais uma vez chamamos à atenção que, como é da própria essência do método, o perfil em estudo tem de ser “suave” (ou seja, suas derivadas têm que ser de pequeno valor ao longo de todo o perfil) caso contrário o que está exposto não se aplica. Sob o ponto de vista matemático o problema consiste em uma linearização de um sistema de equações diferenciais (não linear) a derivadas parciais, pelo desenvolvimento em série de funções.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-15T15:17:16Z No. of bitstreams: 1 124028.pdf: 1654608 bytes, checksum: d56d37ab89430de0477d79f2d5d457c6 (MD5) Made available in DSpace on 2017-12-15T15:17:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 124028.pdf: 1654608 bytes, checksum: d56d37ab89430de0477d79f2d5d457c6 (MD5) Previous issue date: 1969-02 A aplicação do método da transformação de similaridade à análise do problema de transferência de calar em escoamento turbulento exige essencialmente que: - Nas equações diferenciais da camada limite térmica e hidrodinâmica, transformadas com a utilização das variáveis de similaridade ξ e η (propostas por Meksyn), sejam considerados desprezíveis os têrmos contendo derivadas com relação a ξ; - Seja especificada, caro dado empírico, una expressão para a viscosidade adimensional efetiva. Considerada a primeira hipótese e indicada para E a expressão de Spalding, a solução do problema torna-se possível por métodos numéricos. A comparação de valores calculados, para a placa plana, de Cf ⁽ˣ⁾ e u⁺= u⁺ (y ⁺) com os de outras análises teóricas e dados experimentais, mostrou ser conveniente a adoção de um novo valor para a constante A da expressão de ε⁺. Foi desta forma possível a determinação direta dos perfis de velocidade e temperatura, do coeficiente de atrito e do número de Staton, no caso de gradiente de pressão nulo. A extensão do método à análise dos escoamentos com gradiente de pressão não nulo, não foi, todavia, possível, pois a expressão adotada para ε⁺ torna desprezível a influência da geometria do escoamento, visto serem superestimados os efeitos da turbulência.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-15T16:47:23Z No. of bitstreams: 1 121849.pdf: 771845 bytes, checksum: e439d51023300ff6cfc6297b59c9fb17 (MD5) Made available in DSpace on 2017-12-15T16:47:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 121849.pdf: 771845 bytes, checksum: e439d51023300ff6cfc6297b59c9fb17 (MD5) Previous issue date: 1969-03 Introduzindo um jato de ar quente na secção de teste dum túnel de vento, no qual há um escoamento com turbulência gerada por uma grade, estudamos o efeito desta turbulência sobre o jato, medindo a distribuição de temperatura axial e transversalmente. Equacionando um balanço do fluxo de quantidade de movimento e de entalpia em secções normais do jato, e adotando a hipótese de similaridade dos perfis adimensionais e de axissimetria do jato, obtivemos uma expressão analítica - relacionando a sua espessura e quedas axiais de temperatura e velocidade. As medições diretas ainda nos levaram a aduzir grande influência da turbulência exterior na abertura do jato e no comprimento do seu núcleo, comparados com o caso de escoamento paralelo laminar. Usando a solução da equação da difusão da propriedade de uma fonte fixa e contínua, em ambiente móvel, calculamos a difusividade turbilhonar em vários pontos ao longo da secção de teste do túnel de vento. Observamos outrossim, uma interessante transição do valor da relação de difusividade turbilhonar térmica e de quantidade de movimento, de um valor próprio para jatos livres até um correspondente ao encontrado em esteiras, à medida que aumentávamos a velocidade do túnel de vento, fixando a do jato. Sugerimos assim, um estudo dessa transição que se obtém variando-se simplesmente a relação das velocidades do túnel de vento e do jato, sem necessidade de modificar a geometria. Unavailable.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-03T16:07:47Z No. of bitstreams: 1 123966.pdf: 1331811 bytes, checksum: 52920ce2df5cfc512cbb1c8ac8b37cd4 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-03T16:07:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 123966.pdf: 1331811 bytes, checksum: 52920ce2df5cfc512cbb1c8ac8b37cd4 (MD5) Previous issue date: 1971-01 El problema principal abordado en este trabajo es la determinacion de la respuesta de una placa plana rugosa rectangular simplemente apoyada, excitada por flujo de capa limite turbulento. Se encontra una solución general de la respuesta de desplazamiento para un sistema contínuo linear cualquiesa, excitado aleatoriamente. El metodo utilizado hace uso del analisis armónico generalizado y de una expansión en terminos del conjunto de funciones ortogonales asociadas con los modos normales de la vibración del sistema. En base a los datos experimentales de Aupperle y Lambert y en la teoria generalizada se obtuvo la respuesta de desplazamiento, velocidad, momentos flectores, cargas de corte transversal y esfuerzos para una placa plana, rugosa rectangular simplemente apoyada. Los resultados son discutidos y comparados con los obtenidos por Strawderman para placas lisas. Finalmente, son presentadas sugereneias para futuras investigaciones. The objective of this work is the determination of the response of a rough, simply supported, rectangular plate excited by a turbulent boundary layer. A general solution has been found for the displacement response of any randomly excited continuos linear system. The method of solution makes use of the generalized harmonic analysis and series expansions in terms of the set of orthogonal functions associated with the normal modes of vibration of the system. 0n the basis of experimental data of Aupperle and Lambert and of the generalized theory, responses were obtained for the displacement, velocity, bending moments, shear loads and stresses for a rough, simply supported, rectangular plate. The results obtained are discussed and compared with the ones by Strawderman for smooth plates. Finally, some suggestions are made for future research on the subject.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-16T17:14:07Z No. of bitstreams: 1 131492.pdf: 1058867 bytes, checksum: c75a90969d5423351e10755add5217b8 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-16T17:14:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 131492.pdf: 1058867 bytes, checksum: c75a90969d5423351e10755add5217b8 (MD5) Previous issue date: 1972-12 CNPq Estudamos um método de limite para escoamentos lentos de fluidos simples com memória evanescente. Baseado no teorema de aproximação de Coleman e Noll, o método visa evitar os casos de instabilidade de soluções que podem ocorrer na aplicação direta dos fluidos de Rivlin-Ericksen. A conjetura que investigamos atribui a causa de instabilidade à presença, na equação dinâmica, de termos com diversas ordens de grandeza, na escala de tempo. A equação dinâmica é desdobrada numa sequência de equações a que comparecem termos de mesma ordem de grandeza, aplicando-se o limite dos escoamentos lentos a toda a equação e não apenas à tensão. O processo é aplicado, até a aproximação de 2ª ordem, ao caso simples do escoamento retilíneo e a solução é comparada com aquela prevista pela aplicação do 2º fluido de Rivlin-Ericksen. A limit procedure for slow flows of simple fluids with fading memory is studied. Grounded on Coleman & Noll's aproximation theorem, the procedure aims to avoid the cases of instability that may occur when the fluids of Rivlin-Ericksen are applied. We investigate the conjecture that the instability is due to the different orders of magnitude of the terms that figure in the dynamical equation. By applying the slow flow limit to the whole equation, and not to the stress alone, the equation is unfolded in a sequence of equations; to each of them, only terms of the sarne order are allowed. The procedure is applied, up to the second order, to the simple case of lineal flow and the solution is compared with that obtained by the application of the second fluid of Rivlin-Ericksen.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-05T16:52:44Z No. of bitstreams: 1 124991.pdf: 802477 bytes, checksum: 3e3a9a9342d03604f0de880d74202495 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-05T16:52:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 124991.pdf: 802477 bytes, checksum: 3e3a9a9342d03604f0de880d74202495 (MD5) Previous issue date: 1971-04 CAPES Análise de perturbação para a convecção natural laminar junto a uma placa inclinada isotérmica, utilizando a solução clássica da camada limite como aproximação de ordem zero. A análise é estendida para perturbações atê segunda ordem, de tal forma que maior número de termos das equações de conservação são considerados e seus efeitos analisados separadamente. Todas as equações de perturbação foram resolvidas numericamente para os números de Prandtl 0.733 e 0.03 e ângulos de inclinação 0,30,45 e 60. As distribuições das componentes do campo de velocidade e o campo de temperatura foram comparados com os resultados experimentais existentes na literatura. Traçaram-se as curvas do número de Nusselt em função do número de Grashof e determinaram-se os números de Grashof limites para os quais as correções do fluxo térmico são iguais a 5%. The present work performs a perturbation analysis of laminar free convection about an inclined isothermal plate, using the classical boundary layer solution as the zeroth-order perturbation. The analysis is extended to second-order perturbations and the effects of the additional terms considered in the conservation equations are investigated separately. The perturbation equations were solved Prandtl numbers 0.733 and 0.03 and inclination angles and 60. Velocity and temperature profiles are compared to numerically for of the experimental results existing in the literature. Nusselt number versus Grashof number curves are plotted. Limiting Grashof numbers corresponding to heat flux corrections of 5 percent are presented.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-09T15:54:36Z No. of bitstreams: 1 142857.pdf: 938480 bytes, checksum: 15412cbc31f702669acf833c71bba688 (MD5) Made available in DSpace on 2018-01-09T15:54:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 142857.pdf: 938480 bytes, checksum: 15412cbc31f702669acf833c71bba688 (MD5) Previous issue date: 1972-08 O presente trabalho é concernente a integração da equação do movimento para os meios contínuos, Nele são apresentadas algumas generalizações com base no trabalho de Gurtin sobre as funções de Tensão, as quais, permitem estabelecer um teorema de representação da solução da equação dinâmica no espaço-tempo. A solução estabelecida é uma complementação das soluções apresentadas por Beltrami, Maxwell, Morera e Truesdell, tendo como base os teoremas de representação estabelecidos por Gurtin. Truesdell, tendo como base os teoremas de representação estabelecidos por Gurtin. The subject of this work is the integration of the dynamical equations of continuous media in the spacetime formalism. We have stablished a generalization for an dimencional space, of a theorem on stress functions of Gurtin’s, which enables us to write a representation theorem for the solution of the equations of motion in space-time. The solution obtained generalize those given by Beltrami, Maxwell, Morera and Truesdell.