Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. (2018)
- Autores:
- Autor USP: PERES, JOSE CARLOS GONÇALVES - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PQI
- Assuntos: FLUXO LAMINAR DOS LÍQUIDOS; MECÂNICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; MICROTUBOS; MISTURADORES; SIMULAÇÃO
- Agências de fomento:
- Idioma: Português
- Resumo: Dispositivos de reação miniaturizados tendem a ganhar espaço na indústria de processos químicos por elevarem o transporte de massa e de calor e a segurança dos processos. Para compreender o papel de cada elemento constituinte de um microrreator sobre seu campo de velocidades e fenômenos de mistura, foram simulados um conjunto de dois canais, uma junção em T, 30 canais em formato de serpentina e um microchip completo através da fluidodinâmica computacional. A seção transversal destes microdispositivos têm dimensões entre 100 e 300 ?m, enquanto o comprimento dos canais varia de 3000 a 25190 µm. Os modelos computacionais foram discretizados por malhas hexaédricas e os campos de velocidade em estado estacionário foram calculados para vazões de alimentação entre 12,5 e 2000 µL min-1, considerando regime laminar. A mistura foi avaliada pela injeção de traçadores não-reativos e distribuição das respectivas frações mássicas. As simulações foram validadas usando microvelocimetria por imagens de partículas. Os campos de velocidade possuem magnitudes significativas apesar das dimensões reduzidas e baixas vazões de operação dos sistemas. As imagens experimentais do escoamento evidenciaram o formato parabólico do campo de velocidades e o deslocamento de seu ponto máximo nas regiões curvas causado pela força centrífuga, como estimado pelo modelo computacional. Tal força, em conjunto com as forças viscosas na parede, gera fluxos secundários no escoamento. A distribuição de traçadores não-reativos evidenciou a importância dos fluxos secundários para promover mistura na direção ortogonal ao escoamento principal, ocorrendo sob o regime estacionário nas vazões analisadas. O estudo aqui realizado evidencia o emprego da fluidodinâmica computacional como ferramenta para melhor compreensão da fluidodinâmica e como apoio ao projeto de microdispositivos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 30.01.2018
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ABNT
PERES, José Carlos Gonçalves. Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. 2018. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/. Acesso em: 16 abr. 2024. -
APA
Peres, J. C. G. (2018). Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/ -
NLM
Peres JCG. Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/ -
Vancouver
Peres JCG. Análise de microrreatores usando a fluidodinâmica computacional. [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 16 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-16072018-152921/ - Análise de um reator fotoquímico anular usando a fluidodinâmica computacional
- Simulating phenol oxidation in an annular photoreactor using Computational Fluid Dynamics
- Caracterização de um reator fotoquímico tubular com escoamento anular e fonte radiante axial
- Study of an annular photoreactor with tangential inlet and outlet: I. fluid dynamics
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