Modelagem e simulação dinâmica de reatores de leito fixo
Ano de defesa: | 2011 |
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Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de São Carlos
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQ
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
BR
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Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4068 |
Resumo: | This work investigated numerical methods in the solution of mathematical models of fixed-bed reactors. For the reactors modeling and simulation, two numerical methods were used: sequencing method (SM) and finite volume method (FVM). There were also proposed two mathematical models: the pseudo-homogeneous model and the dimensionless one, which is based on the Peclet (Pe) and Biot (Bi) numbers. A horizontal-flow anaerobic immobilized sludge (HAIS) reactor developed in bench scale and after a scale-up, reducing the COD in the wastewater treatment was simulated by sequencing method, varying the numbers of mesh; a tubular fixed-bed reactor with biomass immobilized for the startup period of lactic acid fermentation, also simulated by sequencing method and compared with experimental data; and was also evaluated the precision of sequencing and finite volume methods over the reactor s profile, varying the Peclet e Biot numbers. The models development was based on studies about hydrodynamics and biochemistry kinetics. Both methods described satisfactorily the behavior of the reactors in the performed simulations, but in high values of Peclet, the finite volume method generated inadequacies such as oscillatory responses and over the limit. This paper is an elucidation to sequencing method, which besides its huge range and simplicity, still is not so studied neither known, because it s a recent method. |
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Rodrigues, CarolineKwong, Wu Honghttp://genos.cnpq.br:12010/dwlattes/owa/prc_imp_cv_int?f_cod=K4799459Z7http://lattes.cnpq.br/88475129675343932016-06-02T19:56:42Z2011-04-042016-06-02T19:56:42Z2011-02-25RODRIGUES, Caroline. Modelagem e simulação dinâmica de reatores de leito fixo. 2011. 64 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2011.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/4068This work investigated numerical methods in the solution of mathematical models of fixed-bed reactors. For the reactors modeling and simulation, two numerical methods were used: sequencing method (SM) and finite volume method (FVM). There were also proposed two mathematical models: the pseudo-homogeneous model and the dimensionless one, which is based on the Peclet (Pe) and Biot (Bi) numbers. A horizontal-flow anaerobic immobilized sludge (HAIS) reactor developed in bench scale and after a scale-up, reducing the COD in the wastewater treatment was simulated by sequencing method, varying the numbers of mesh; a tubular fixed-bed reactor with biomass immobilized for the startup period of lactic acid fermentation, also simulated by sequencing method and compared with experimental data; and was also evaluated the precision of sequencing and finite volume methods over the reactor s profile, varying the Peclet e Biot numbers. The models development was based on studies about hydrodynamics and biochemistry kinetics. Both methods described satisfactorily the behavior of the reactors in the performed simulations, but in high values of Peclet, the finite volume method generated inadequacies such as oscillatory responses and over the limit. This paper is an elucidation to sequencing method, which besides its huge range and simplicity, still is not so studied neither known, because it s a recent method.Este trabalho investigou metodos numericos na solucao de modelos matematicos para reatores de leito fixo. Para a modelagem e simulacao dos reatores, foram utilizados dois metodos numericos: metodo da sequencia (SM) e metodo dos volumes finitos (FVM). Foram propostos dois modelos matematicos: o pseudo-homogeneo e o adimensional, sendo este ultimo baseado nos numeros de Peclet (Pe) e Biot (Bi). Um reator anaerobio horizontal de leito fixo (RAHLF) desenvolvido inicialmente em escala de bancada e posterior aumento de escala na reducao da DQO de aguas residuarias foi simulado pelo metodo da sequencia, variando-se o numero de malhas; um reator tubular de leito fixo com biomassa anaerobia imobilizada no periodo da partida da fermentacao de acido latico, tambem simulado pelo metodo da sequencia e comparado com dados experimentais; e avaliou-se a precisao dos metodos da sequencia e dos volumes finitos sobre o perfil da concentracao de um reator, variando-se os valores de Peclet e Biot. O desenvolvimento dos modelos foi baseado em estudos sobre caracteristicas hidrodinamicas do sistema e de cinetica bioquimica. Ambos os metodos descreveram satisfatoriamente o comportamento dos reatores nas simulacoes realizadas, porem em valores elevados de Peclet, o metodo dos volumes finitos gerou inadequacoes como respostas oscilatorias e superiores ao limite. Este trabalho foi uma elucidacao ao metodo da sequencia, que apesar da sua grande abrangencia e simplicidade, por ser um metodo recente, ainda e pouco estudado e conhecido.Universidade Federal de Sao Carlosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Química - PPGEQUFSCarBRReatores químicos (Engenharia química)Modelos matemáticosReator de leito fixoRAHLFMétodo da seqüênciaMétodo dos volumes finitosMathematical modelFixed-bed reactorHorizontal-flow anaerobic immobilized sludge (HAIS) reactorSequencing methodFinite volume methodENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAModelagem e simulação dinâmica de reatores de leito fixoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL3506.pdfapplication/pdf2271432https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/4068/1/3506.pdffc1d05123fb3be32395a9e84b2da5ad8MD51THUMBNAIL3506.pdf.jpg3506.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8587https://{{ getenv "DSPACE_HOST" "repositorio.ufscar.br" }}/bitstream/ufscar/4068/2/3506.pdf.jpgffb25192d05dc345b30ba0967c74532cMD52ufscar/40682019-09-11 02:30:33.445oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/4068Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-05-25T12:48:09.319909Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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