Interpretation and applicability of residence time in reservoirs = (Interpretação de aplicabilidade do tempo de residência em reservatório)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bernardo, Julio Werner Yoshioka
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1884/41873
Resumo: Orientador : Tobias Bleninger
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spelling Bernardo, Julio Werner YoshiokaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e AmbientalBleninger, Tobias2016-03-23T19:47:29Z2016-03-23T19:47:29Z2013http://hdl.handle.net/1884/41873Orientador : Tobias BleningerDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 20/09/2013Inclui referências : f.89-91Resumo: O tempo de residência é uma escala largamente aplicada na engenharia, como por exemplo, para otimização de reatores e para prever o grau de eutrofização de um corpo de água. A maior parte das aplicações utilizam o conceito de tempo de detenção hidráulico, a razão entre o volume e a vazão de saída do sistema. Apesar desse conceito simples ser muito utilizado, este tipo de método é incapaz de identificar zonas mortas. Principalmente, porque a análise resulta um único valor que representa todo o sistema. Portanto, este trabalho tem como objetivo analisar, avaliar e propor métodos de estimar escalas de tempo que são capazes de identificar a variabilidade espacial do transporte em um sistema real. Além disso, este trabalho busca aplicações potenciais paras as escalas através de um estudo de caso, o Reservatório de Vossoroca - Paraná. As diversas definições de tempo de residência são chamadas de escalas de tempo de transporte, sendo elas: tempo de residência (tempo total gasto por um elemento de fluido dentro do sistema), tempo de chegada (tempo para chegar em determinado ponto dentro do sistema), tempo de exportação (tempo necessário para sair do sistema), tempo de vida (tempo desde a entrada até a substância decair totalmente ou ficar permanentemente aderida ao sistema) e tempo de renovação (tempo necessário para remover todos os elementos dentro do sistema). Os métodos para estimar as escalas de tempo de transporte, com exceção do tempo de vida, foram testadas em dois experimentos numéricos simples: um canal retangular e um canal com um porto. A primeira análise comparou as escalas de tempo integrais e verificou seu comportamento em sistemas não uniformes. A segunda análise comparou qualitativamente as escalas locais com os fenômenos de transporte. Avaliou-se também a capacidade das escalas locais identificar zonas mortas (porto). Por último, as escalas foram aplicadas em um caso real, onde se avaliou os possíveis vínculos entre as escalas de tempo de transporte e alguns parâmetros de qualidade de água. As escalas de transporte locais testadas foram capazes de detectar a zona morta (porto). Além disso, verificou-se que o tempo de chegada está relacionado com a influência das vazões de entrada e o tempo de exportação indica as regiões com facilidade de eliminar elementos do sistema. O estudo de caso indicou a existência de um vínculo entre as escalas de tempo de transporte e os parâmetros de qualidade do reservatório e assim foi possível extrapolar as informações para áreas onde não haviam medições. Palavras-chave: tempo de residência. reservatório. modelagem hidrodinâmica tridimensional.Abstract: The residence time scale is widely applied in engineering, for example, they have been used to optimize reactor and to predict eutrophication levels of water bodies. Researchers have used the definition of hydraulic detention time which is the ratio between the volume and output flow of the system. Although this simple approach is widely used the method is unable to identify dead zones within the system. Therefore, the presesnt study aimed to analyze, evaluate and propose methods to estimate transport time scales (in literature called generically residence time) that are able to identify the spatial variability of the transport of substances within a real system. In addition, this study aimed to identify potential applications for transport time scales using the Vossoroca reservoir as a case study. The transport time scales were tested in two numerical experiments: in a simple rectangular channel and a channel with a harbor. The first analysis verified how bulk scales behave in a non-uniform system. The second analysis compared qualitatively scales with the transport phenomena and verified the ability to identify dead zones. Finally, the scales were applied to a real case and the links between the transport time scales and some water quality parameters were investigated. All local scales tested were able to identify dead zones. Moreover, it was verified that the arrival time is related to the influence of the inflow and export time indicates where system export elements quickly. The case study indicated the existence of a relationship between transport time scales and water quality parameters, thus water quality information were extrapolated to regions without measurements. Keywords: residence time. reservoir. three-dimensional hydrodynamic modeling.99 f. : il. algumas color.application/pdfDisponível em formato digitalRecursos hídricosInterpretation and applicability of residence time in reservoirs = (Interpretação de aplicabilidade do tempo de residência em reservatório)Interpretação de aplicabilidade do tempo de residência em reservatórioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTEXTR - D - JULIO WERNER YOSHIOKA BERNARDO.pdf.txtExtracted Texttext/plain169544https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41873/1/R%20-%20D%20-%20JULIO%20WERNER%20YOSHIOKA%20BERNARDO.pdf.txtd761f611d084bf12c216270c88983334MD51open accessORIGINALR - D - JULIO WERNER YOSHIOKA BERNARDO.pdfapplication/pdf11624596https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41873/2/R%20-%20D%20-%20JULIO%20WERNER%20YOSHIOKA%20BERNARDO.pdfe73e876c20114e27e277a1a30dd82c21MD52open accessTHUMBNAILR - D - JULIO WERNER YOSHIOKA BERNARDO.pdf.jpgR - D - JULIO WERNER YOSHIOKA BERNARDO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1174https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/41873/3/R%20-%20D%20-%20JULIO%20WERNER%20YOSHIOKA%20BERNARDO.pdf.jpge8df7c56cb8fdcfc7b0830a7822b43aeMD53open access1884/418732016-04-07 06:42:18.574open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/41873Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082016-04-07T09:42:18Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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