Acoplamento de mecanismo de reação e CFD para modelar a oxidação de metanol em água supercrítica
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29823 |
Resumo: | A oxidação em água supercrítica (SCWO) é uma reação redox para destruir compostos com a participação de um oxidante em condições de altas pressões e temperaturas. Ainda com pouco uso industrial. Entretanto a SCWO tem sido apontada como uma tecnologia emergente e ambientalmente benigna que proporciona vantagens como a possibilidade de oxidar resíduos perigosos, gerar uma quantidade de calor suficiente para a produção de energia elétrica, remediação de resíduos e a recuperação de água. O presente estudo implementou um mecanismo reduzido de reação e um modelo matemático com uma equação para a difusividade. Sendo a alimentação do reator simulado, metanol como combustível e o oxigênio sendo o oxidante no software ANSYS-Fluent 17, para simular satisfatoriamente esta SCWO. Esse trabalho, inédito, foi concluído com um modelo adequado obtido na literatura para simular a oxidação do metanol em água supercrítica, com um mecanismo reduzido e implementação de equações de estado ao software da simulação. As simulações foram realizadas considerando três diferentes casos reportados na literatura. Foi verificada a validação dos resultados pela comparação dos dados das simulações com os dados experimentais da literatura, por meio de desvio padrão absoluto onde se obteve valores inferiores a 5%, temperaturas máximas simuladas próximas aos dados experimentais e perfis de chama de formato semelhante à literatura. |
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RIBEIRO, Marco Auréliohttp://lattes.cnpq.br/8312277001105388http://lattes.cnpq.br/2730416923915211STRAGEVITCH, LuizQUEIROZ, João Paulo Silva2019-03-20T23:20:07Z2019-03-20T23:20:07Z2017-05-11https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29823A oxidação em água supercrítica (SCWO) é uma reação redox para destruir compostos com a participação de um oxidante em condições de altas pressões e temperaturas. Ainda com pouco uso industrial. Entretanto a SCWO tem sido apontada como uma tecnologia emergente e ambientalmente benigna que proporciona vantagens como a possibilidade de oxidar resíduos perigosos, gerar uma quantidade de calor suficiente para a produção de energia elétrica, remediação de resíduos e a recuperação de água. O presente estudo implementou um mecanismo reduzido de reação e um modelo matemático com uma equação para a difusividade. Sendo a alimentação do reator simulado, metanol como combustível e o oxigênio sendo o oxidante no software ANSYS-Fluent 17, para simular satisfatoriamente esta SCWO. Esse trabalho, inédito, foi concluído com um modelo adequado obtido na literatura para simular a oxidação do metanol em água supercrítica, com um mecanismo reduzido e implementação de equações de estado ao software da simulação. As simulações foram realizadas considerando três diferentes casos reportados na literatura. Foi verificada a validação dos resultados pela comparação dos dados das simulações com os dados experimentais da literatura, por meio de desvio padrão absoluto onde se obteve valores inferiores a 5%, temperaturas máximas simuladas próximas aos dados experimentais e perfis de chama de formato semelhante à literatura.CAPESSupercritical Water Oxidation (SCWO) is a redox reaction to destroy compounds with the participation of an oxidant under conditions of high pressures and temperatures, with few industrial uses. However, SCWO has been pointed out as an emerging and environmentally benign technology that provides advantages such as: the possibility of oxidizing hazardous waste; generating enough heat for electricity production; remediation of waste; recovery of water. The present study implemented a reduced reaction mechanism and a mathematical model with a diffusivity equation. The simulated reactor feed used methanol like fuel and oxygen being the oxidant in the software ANSYS-Fluent 17 to simulate this SCWO satisfactorily. This paper, unpublished, was concluded with an adequate model obtained in the literature to simulate the methanol oxidation in supercritical water, with a reduced mechanism and implementation of state equations to simulation software. The simulations were performed considering three different cases reported in the literature. The results validation was established by comparing the simulations data with the experimental literature data. This comparison was realized using: means of absolute standard deviation where values below 5% were obtained; with maximum temperatures simulated close of the experimental data; flame profiles of format similar to literature.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia QuimicaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia QuímicaCFDSCWOMetanolSimulaçãoAcoplamento de mecanismo de reação e CFD para modelar a oxidação de metanol em água supercríticainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÃO Marco Aurélio Ribeiro.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Marco Aurélio Ribeiro.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1167https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/29823/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Marco%20Aur%c3%a9lio%20Ribeiro.pdf.jpgf12dc60d7fe3d5264ec05c8207d9dbdbMD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Marco Aurélio Ribeiro.pdfDISSERTAÇÃO Marco Aurélio Ribeiro.pdfapplication/pdf1964698https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/29823/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Marco%20Aur%c3%a9lio%20Ribeiro.pdfacb59ec5928c75da37187fe1a04509b8MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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