Simulação numérica da transferência de massa de compostos odorantes através da interface de um sistema multifásico líquido-gás
Nome: Rita de Cassia Feroni
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 04/12/2015
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| Jane Meri Santos | Orientador |
| Neyval Costa Reis Jr. | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| Angela Ourivio Nieckele | Examinador Externo |
| ANTONIO GLEDSON DE CARVALHO | Examinador Externo |
| Davidson Martins Moreira | Examinador Interno |
| Jane Meri Santos | Orientador |
| Neyval Costa Reis Jr. | Orientador |
| Taciana Toledo de Almeida Albuquerque | Examinador Interno |
Resumo: A emissão de gases odorantes a partir de uma superfície líquida pode ser representada em um escoamento multifásico, em que a turbulência é gerada na proximidade da interface líquido-gás. Esta interface pode ser deformável, com ou sem a presença de ondas. A principal resistência ao transporte de massa através da interface líquido-gás está limitada a uma subcamada muito fina de cada lado da interface, em dimensões de poucos milímetros, onde a turbulência é reduzida e os processos de difusão tornam-se dominantes. Assim, a relação entre a turbulência do escoamento e a configuração da interface (relação com o número de Reynolds) em conjunto com as propriedades do composto como, difusividade (relação com o número de Schmidt) e solubilidade (relação com constante de Henry), são fundamentais para o estudo de transferência de massa na interface líquido-gás. A fim de investigar a relação existente entre os parâmetros citados, um estudo multifásico de transferência de massa foi realizado neste trabalho, utilizando o código computacional ANSYS-CFX 14.5, com a aplicação do modelo de turbulência de simulação das grandes escalas (LES). O modelo matemático foi validado com dados de simulação numérica direta (DNS) a partir do estudo de Komori et al. (2010). Os resultados mostram que a transferência de massa é fortemente afetada pela presença de ondas na interface que contribuem para a formação de estruturas turbulentas na fase líquida. Assim, valores de coeficientes de transferência de massa (kl) para diferentes números de Reynolds estudados (210, 86 e 43) mostraram grande diferença em ordem de grandeza. Da mesma forma, ao considerar compostos odorantes com diferentes valores da constante de Henry, foi possível mostrar no presente estudo, que a transferência de massa também possui forte dependência em relação a este parâmetro. Valores maiores de kl são encontrados para compostos odorantes como o sulfeto de hidrogênio cuja transferência de massa é controlada pela fase líquida, seguido da amônia cuja transferência de massa é controlada por ambas as fases e do ácido valérico com a transferência de massa controlada pela fase gasosa.
