PQGe – PROJETOS

Materiais nanoestruturados despertam interesse devido às suas características únicas desejadas em diversas áreas de aplicação, tais como catálise, pigmentação, farmacêutica e alimentos. Quando comparada com outras técnicas, a Pirólise em Spray Flamejante (FSP) tem potencial para produção eficiente e barata de nanopartículas de alta pureza e estreita faixa de distribuição de tamanhos. O escalonamento desse processo, assim como sua utilização na produção de novos materiais, exige amplo conhecimento a respeito dos fenômenos nele envolvidos e, para tanto, modelos matemáticos validados são cruciais. Em estudos anteriores já foram apresentados modelos capazes de fornecer resultados a respeito da temperatura da chama e até mesmo distribuição de tamanho das partículas com o uso de balanços populacionais. No entanto, ainda não se pode considerar que o processo FSP é compreendido em sua amplitude. Para tanto, um primeiro passo é o aumento da resolução com que a turbulência é resolvida com o objetivo de se obter maior precisão na descrição matemática. Além disso, ainda não se dispõe de um modelo capaz de prever a composição de nanopartículas multicomponente produzidas por meio FSP de dupla chama. Este projeto visa abordar estas questões utilizando técnicas de CFD acopladas a balanços populacionais multivariados, com foco no uso de códigos abertos. Uma análise sistemática da influência de diferentes parâmetros de processo e métodos de solução da equações de balanço populacional é também visada. Esta proposta dá continuidade a linha de pesquisa em síntese em aplicações de nanopartículas de óxido metálicos da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas e fortalece a cooperação internacional entre esta instituição e a Universidade de Bremen, na Alemanha. Ao final deste projeto, são esperadas publicações em revistas internacionais e em congressos.

Órgão Financiador: FAPESP

O Objetivo deste trabalho é modelar o escoamento multifásico reativo no interior de reatores industriais de unidades de hidrogenação seletiva (SHU) e desenvolver metodologia de solução baseada na plataforma de fluidodinâmica computacional (CFD) OpenFOAM de código livre e aberto. O modelo matemático será elaborado baseado em uma abordagem Euleriana-Euleriana em meio poroso, onde a resistência que o meio poroso exerce sobre o escoamento gás-líquido é incorporado ao modelo por meio de força resistiva semi-empírica do tipo Lei de Ergun. Transferência de calor e massa gás-líquido serão considerados enquanto que os efeitos de transferência de massa interna e externa à partícula sobre as reações químicas serão considerados através do conceito de efetividade. Quantidades termodinâmicas serão calculadas através de equações de estado cúbicas e a mistura real será representada por uma mistura de espécies substitutas. Espera-se ao final deste projeto modelar e implementar o sistema polifásico reativo presente nos reatores de hidrotratamento de misturas complexas do processamento de petróleo em plataforma de código computacional de código livre e aberto a fim de oferecer ao setor de óleo e gás natural uma metodologia computacional livre de custos para análise e simulação de processos.

Órgão Financiador: ANP/PETROBRAS