PQGe – PROJETOS

O objetivo geral deste projeto, no contexto de pesquisa aplicada, é a execução de atividades de aprofundamento científico na compreensão dos fenômenos associados aos escoamentos multifásicos reativos em condição de turbulência, norteados pelo interesse industrial. Com a conjunção entre a simulação numérica e a representação física dos fenômenos em escala reduzida, pretende-se validar modelos matemáticos que orientem a elaboração de diagnósticos para anomalias operacionais e de alternativas para melhorias de desempenho dos processos, acelerando a conexão das atividades científicas com a aplicação tecnológica dos resultados.

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 principal deste projeto é obter uma metodologia que incorpore o desenvolvimento de mecanismos cinético baseados em lumping orientados por estruturas (SOL) acoplados as técnicas de CFD a fim de determinar o efeito no desempenho de internos de risers de FCC sob os principais produtos gerados.

Órgão Financiador: ANP/PETROBRAS

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

Coordinated research activities are proposed in the form of exchange of doctoral and post-doctoral researchers who are going to carry out experimental and computational research with the aim of contributing to the field of tomization and spraying systems for industrial applications.

Órgão Financiador: CAPES/DAAD