Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Freitas, Ana Paula Moreira de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37896
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.170
Resumo: Gas-liquid and liquid-bubble flows are found in many industrial and academic applications, such as sprays, chemical reactions, and flotation. The modeling of the most relevant phenom- ena in these flows is essential to understand the behavior of the different phases and how this can influence the processes to which these flows are subjected. A phenomenon quite present in these flows is called coalescence, which, in short, consists of the agglomeration of bubble- bubble or drop-drop, forming bubbles or larger drops. Thus, the objective of this dissertation is the implementation and validation of a coalescence model in the MFSim computational code. To verify and validate this model, two case studies were used: one that consists of two clouds of droplets that collide with each other and the other that is a column of bubbles in a homoge- neous regime. The first case allows verifying the behavior of the algorithm for this simulation, verifying several coalescence factors and the output of these results. The bubble column, on the other hand, allows validating the amount of linear movement, comparing with data present in the literature, in addition to evaluating the coalescence in this type of flow. The results found for all two cases were satisfactory, and with that, it is concluded that using MFSim it is possi- ble to simulate gas-liquid and liquid-bubble flows, in which the phenomenon of coalescence is relevant.
id UFU_33fc7ecfd4045ba042f13d2183cdb1af
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/37896
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentosNumerical-computational modeling of the coalescence of drops and bubbles in flows biphasics turbulentsCoalescênciaEscoamento BifásicoColuna de BolhasDPMCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTEGas-liquid and liquid-bubble flows are found in many industrial and academic applications, such as sprays, chemical reactions, and flotation. The modeling of the most relevant phenom- ena in these flows is essential to understand the behavior of the different phases and how this can influence the processes to which these flows are subjected. A phenomenon quite present in these flows is called coalescence, which, in short, consists of the agglomeration of bubble- bubble or drop-drop, forming bubbles or larger drops. Thus, the objective of this dissertation is the implementation and validation of a coalescence model in the MFSim computational code. To verify and validate this model, two case studies were used: one that consists of two clouds of droplets that collide with each other and the other that is a column of bubbles in a homoge- neous regime. The first case allows verifying the behavior of the algorithm for this simulation, verifying several coalescence factors and the output of these results. The bubble column, on the other hand, allows validating the amount of linear movement, comparing with data present in the literature, in addition to evaluating the coalescence in this type of flow. The results found for all two cases were satisfactory, and with that, it is concluded that using MFSim it is possi- ble to simulate gas-liquid and liquid-bubble flows, in which the phenomenon of coalescence is relevant.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)Os escoamentos gás-líquido e líquido-bolha são encontrados em diversas aplicações industri- ais e acadêmicas, como em sprays, reações químicas e flotação. A modelagem dos fenômenos mais relevantes nesses escoamentos é fundamental para compreender o comportamento das di- ferentes fases e como isso pode influenciar os processos aos quais esses escoamentos estão submetidos. Um fenômeno bastante presente nesses escoamentos é chamado de coalescência que, resumidamente, consiste na aglomeração de bolha-bolha ou gota-gota, formando bolhas ou gotas maiores. Dessa forma, o objetivo da presente dissertação consiste na implementação e validação de um modelo de coalescência no código computacional MFSim. Para verificar e validar este modelo, foram utilizados dois estudos de caso: um que consiste em duas nuvens de gotas que colidem uma com a outra e o outro que se trata de uma coluna de bolhas em re- gime homogêneo. O primeiro caso permite verificar o comportamento do algoritmo para essa simulação, verificando diversos fatores de coalescência e a saída destes resultados. Já a coluna de bolhas permite validar a quantidade de movimento linear, comparando com com dados pre- sentes na literatura, além de avaliar a coalescência neste tipo de escoamento. Os resultados encontrados para todos os dois casos foram satisfatórios, e com isso, conclui-se que utilizando o MFSim é possível simular escoamentos gás-liquido e líquido-bolha, nos quais o fenômeno da coalescência é relevante.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaUtzig, Jonathanhttp://lattes.cnpq.br/5044146130053031Vedovotto, João Marcelohttp://lattes.cnpq.br/5630598971511798Neto, Aristeu da Silveirahttp://lattes.cnpq.br/4650888739121183Duarte, Carlos Antônio Ribeirohttp://lattes.cnpq.br/3533635470069420Santos, Daniel Dall'Onder doshttp://lattes.cnpq.br/7847006276264872Freitas, Ana Paula Moreira de2023-05-23T18:01:19Z2023-05-23T18:01:19Z2023-03-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFREITAS, Ana Paula Moreira de. Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos. 2023. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.170.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37896http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.170porAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2023-05-24T06:15:03Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/37896Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2023-05-24T06:15:03Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
Numerical-computational modeling of the coalescence of drops and bubbles in flows biphasics turbulents
title Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
spellingShingle Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
Freitas, Ana Paula Moreira de
Coalescência
Escoamento Bifásico
Coluna de Bolhas
DPM
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
title_short Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
title_full Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
title_fullStr Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
title_full_unstemmed Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
title_sort Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos
author Freitas, Ana Paula Moreira de
author_facet Freitas, Ana Paula Moreira de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Utzig, Jonathan
http://lattes.cnpq.br/5044146130053031
Vedovotto, João Marcelo
http://lattes.cnpq.br/5630598971511798
Neto, Aristeu da Silveira
http://lattes.cnpq.br/4650888739121183
Duarte, Carlos Antônio Ribeiro
http://lattes.cnpq.br/3533635470069420
Santos, Daniel Dall'Onder dos
http://lattes.cnpq.br/7847006276264872
dc.contributor.author.fl_str_mv Freitas, Ana Paula Moreira de
dc.subject.por.fl_str_mv Coalescência
Escoamento Bifásico
Coluna de Bolhas
DPM
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
topic Coalescência
Escoamento Bifásico
Coluna de Bolhas
DPM
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
description Gas-liquid and liquid-bubble flows are found in many industrial and academic applications, such as sprays, chemical reactions, and flotation. The modeling of the most relevant phenom- ena in these flows is essential to understand the behavior of the different phases and how this can influence the processes to which these flows are subjected. A phenomenon quite present in these flows is called coalescence, which, in short, consists of the agglomeration of bubble- bubble or drop-drop, forming bubbles or larger drops. Thus, the objective of this dissertation is the implementation and validation of a coalescence model in the MFSim computational code. To verify and validate this model, two case studies were used: one that consists of two clouds of droplets that collide with each other and the other that is a column of bubbles in a homoge- neous regime. The first case allows verifying the behavior of the algorithm for this simulation, verifying several coalescence factors and the output of these results. The bubble column, on the other hand, allows validating the amount of linear movement, comparing with data present in the literature, in addition to evaluating the coalescence in this type of flow. The results found for all two cases were satisfactory, and with that, it is concluded that using MFSim it is possi- ble to simulate gas-liquid and liquid-bubble flows, in which the phenomenon of coalescence is relevant.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-05-23T18:01:19Z
2023-05-23T18:01:19Z
2023-03-29
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FREITAS, Ana Paula Moreira de. Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos. 2023. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.170.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37896
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.170
identifier_str_mv FREITAS, Ana Paula Moreira de. Modelagem numérico-computacional da coalescência de gotas e bolhas em escoamentos bifásicos turbulentos. 2023. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.170.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37896
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.170
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711466146037760