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Modelagem e simulação para transferência de oxigênio em aeração forçada por bolhas utilizando os métodos MAC e Crank-Nicolson (2013)

  • Authors:
  • Autor USP: FALANCA, NAYARA - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SHS
  • Subjects: AERAÇÃO; MATLAB
  • Language: Português
  • Abstract: A aeração artificial em meio líquido visa suprir a baixa concentração de oxigênio dissolvido em ambientes deficientes deste, sendo um processo comumente aplicado na área de tratamento de efluentes por processos aeróbios. Uma forma de produzir aeração artificial é através de difusores submersos no fundo de um tanque com formação de bolhas, que ascendem e transferem seu oxigênio ao longo da coluna d'água. Para simular e melhor entender este processo e sua fluidodinâmica, um modelo inicial simplificado foi proposto, baseado em conceitos teóricos e equações que representem o fenômeno, como a de dispersão de bolhas, velocidades médias e concentração de oxigênio dissolvido. Foi considerado para realização dos cálculos um tanque retangular, com entrada de água a esquerda e saída de água a direita, com superfície sólida ao fundo e superfície livre acima, em contato com o ar. As equações de transporte de massa foram discretizadas no tempo, utilizando a técnica de Crank- Nicolson e no espaço segundo metodologia de diferenças centrais, solucionadas posteriormente por meio de técnicas iterativas do tipo Gauss-Seidel. As equações de transporte de quantidade de movimento foram resolvidas com o método MAC, explícito nas velocidades do fluido e implícito na pressão, para fornecer o campo de velocidade e pressão. A equação de que fornece o perfil de espalhamento das bolhas foi tomada como uma Equação Gaussiana de dispersão bidimensional. A implementação computacional necessária para aplicação das abordagens foi no ambiente de programação MATLAB. O método MAC e a técnica Crank-Nicolson apresentaram resultados satisfatórios para simulações rápidas e noção do comportamento do fluido e da concentração de oxigênio dissolvido
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 21.10.2013
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      FALANCA, Nayara; CORRÊA, Nivaldo Aparecido. Modelagem e simulação para transferência de oxigênio em aeração forçada por bolhas utilizando os métodos MAC e Crank-Nicolson. 2013.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-111536/pt-br.php >.
    • APA

      Falanca, N., & Corrêa, N. A. (2013). Modelagem e simulação para transferência de oxigênio em aeração forçada por bolhas utilizando os métodos MAC e Crank-Nicolson. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-111536/pt-br.php
    • NLM

      Falanca N, Corrêa NA. Modelagem e simulação para transferência de oxigênio em aeração forçada por bolhas utilizando os métodos MAC e Crank-Nicolson [Internet]. 2013 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-111536/pt-br.php
    • Vancouver

      Falanca N, Corrêa NA. Modelagem e simulação para transferência de oxigênio em aeração forçada por bolhas utilizando os métodos MAC e Crank-Nicolson [Internet]. 2013 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-27082014-111536/pt-br.php

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