Fluidodinâmica computacional e equações empíricas para a estimativa da queda de pressão em ciclones

A produção de areia em poços produtores de óleo e gás é um problema técnico econômico relevante na produção de petróleo, já que a presença desses sólidos, mesmo em quantidades relativamente baixas, pode ocasionar severo desgaste a jusante em válvulas, linhas, etc. Outro problema é que esta areia se deposita no separador de produção, o que irá requerer sua limpeza com relativa frequência. Em ambos os casos, a parada de produção para desobstrução dos vasos, reparo ou substituição de peças, implica em perdas econômicas e diminuição dos índices que indicam a eficiência operacional das plantas de processo. Dessa forma, para se atenuar a produção de areia nos poços de petróleo, equipamentos baseados em separação ciclônica podem ser utilizados, pois são relativamente baratos, se comparados a outros separadores convencionais, além de serem normalmente menores e não necessitarem de quase nenhuma manutenção, já que não possuem partes móveis. Essa alternativa permite que o procedimento de retirada de sólidos seja feito durante a operação do sistema, fazendo com que a produção seja mantida enquanto os equipamentos à jusante são protegidos. Apesar dessas características favoráveis, grandes razões gás-líquido tornam o problema complexo, uma vez que a natureza multifásica do escoamento dificulta o projeto de um dispositivo desse tipo. O modelo de CFD avaliado se propõe a verificar a queda de pressão em um ciclone operando com uma mistura de ar e solução de CMC (carboxi metil-celulose). Os resultados numéricos obtidos foram comparados com resultados experimentais e correlações empíricas para a estimativa da queda de pressão. Com o intuito de se estimar a aplicabilidade dessas equações, usaram-se estas correlações em escoamentos monofásicos e bifásicos. As simulações foram avaliadas com a abordagem monofásica e bifásica. O modelo adotou a hipótese simplificadora de desconsiderar a presença de sólidos particulados, com o intuito de compreender melhor os fenômenos envolvidos no estudo de interesse Todas as simulações foram realizadas em modo transiente, com passos de tempo de 10-4 segundos e utilizando um referencial Euler-Euler para ambas as fases. Malhas com elementos tetraédricos e hexaédricos foram avaliadas. O modelo de turbulência utilizado foi um parâmetro de estudo, bem como as condições de contorno e o próprio software de CFD. O modelo empregado se mostrou capaz em reproduzir os principais fenômenos envolvidos em um escoamento ciclônico. Dessa forma, concluídas as etapas de simulação e de posse do modelo numérico, agora validado, é possível estudar, por exemplo, como o sistema se comporta sob eventuais modificações, quer seja na geometria dos aparelhos ou mesmo nas condições operacionais, sem a necessidade de novas corridas experimentais

Processo para produção de polianilinas condutoras sensíveis à compressão, materiais resultantes do processo e uso dos materiais como sensores de pressão

Em 19/12/2016: Restauração de pedido, patente ou certificado de adição de invençãoDepositadaSão descritos polímeros condutores sensíveis à compressão baseados na síntese de polianilina (Pani) em diferentes meios reacionais compostos por água e compostos orgânicos parcialmente ou totalmente solúveis, como o álcool isopropílico (também denominado isopropanol) e a acetona. As diferentes polianilinas obtidas são dopadas com ácido, como o ácido dodecilbenzenossulfônico (DBSA), o que as transforma em materiais condutores de eletricidade. As polianilinas são preparadas através de uma técnica de única etapa na presença do meio reacional adequado, seguida da recuperação do polímero por precipitação em não solvente, como o etanol, e posterior secagem. Após estes processos, os pós-obtidos são prensados em moldes, puros ou misturados com outros materiais. Quando os moldes condutores são colocados entre lâminas de circuitos eletroeletrônicos e submetidos a uma diferença de potencial elétrico, ao mesmo tempo em que é exercida pressão sobre o conjunto de lâminas e o molde, ocorre variação na condutividade elétrica do molde condutor, o que caracteriza o sistema como um sensor de pressão

Modeling of Spiral Wound Membranes for Gas Separations—Part II: Data Reconciliation for Online Monitoring

The present work presents a methodology based on data reconciliation to monitor membrane separation processes reliably, online and in real time for the first time. The proposed methodology was implemented in accordance with the following steps: data acquisition; data pre-treatment; data characterization; data reconciliation; gross error detection; and critical evaluation of measured data with a soft sensor. The acquisition of data constituted the slowest stage of the monitoring process, as expected in real-time applications. The pre-treatment stage was fundamental to assure the robustness of the code and the initial characterization of collected data was carried out offline. The characterization of the data showed that steady-state modeling of the process would be appropriate, also allowing the implementation of faster numerical procedures for the data reconciliation step. The data reconciliation step performed well, quickly and consistently. Thus, data reconciliation allowed the estimation of unmeasured variables, playing the role of a soft sensor and allowing the future installation of a digital twin. Additionally, monitoring of measurement bias constituted a tool for measurement diagnosis. As shown in the manuscript, the proposed methodology can be successfully implemented online and in real time for monitoring of membrane separation processes, as shown through a real dashboard web application developed for monitoring of an actual industrial site