00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Validação numérica da percolação de derivados de petróleo em meios porosos utilizando o OpenFOAM
Autor(es): Conde, Bianca Ferreira
Primeiro Orientador: Brandão, Rodolfo Junqueira
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Soletti, João Inácio
metadata.dc.contributor.referee1: Amorim, Eduardo Lucena Cavalcante de
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Leonardo Mendonça Tenório de Magalhães
metadata.dc.contributor.referee3: Ribeiro, Livia Maria de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee4: Gomes, Thais Logetto Caetité
Resumo: Derramamentos de petróleo podem ter diversas consequências tanto ao meio aquático, quanto ao terrestre. Além da toxicidade pelo contato com os seres vivos, o ambiente torna-se inóspito para o desenvolvimento de diversas espécies. Uma das consequências, é a percolação de petróleo em areias da praia, dificultando assim a sua remoção e tratamento. Diante disso, a modelagem computacional pode ser utilizada para investigar os efeitos da percolação de petróleo em leitos arenosos. Diante disso este trabalho tem como intuito a avaliação e validação numérica da percolação de derivados de petróleo em meios porosos, através de uma avaliação sistemática da equação de Darcy-Forchheimer com o auxílio do software OpenFOAM v. 10. Os estudos foram realizados através de avaliações exploratórias, análise de sensibilidade e planejamento composto central, sendo possível avaliar diferentes comportamentos nas coordenadas (x, y, z), nos quais os parâmetros assumiram valores Dxz, Dy, Fxz e Fy. O estudo numérico foi realizado com base em dados medidos experimentalmente, onde foram utilizadas amostras de óleo lubrificantes automotivos com diferentes viscosidades (5,73e-5 m²/s², 7,72e5 m²/s² e 1,64e-4 m²/s²). Assim, foi possível avaliar que os parâmetros D e F da equação de Darcy-Forchheimer estão relacionados diretamente com a intensidade da percolação do óleo no meio poroso, entretanto, individualmente possuem baixo nível de significância. De acordo com a ANOVA, os parâmetros Dy e Fxz das simulações apresentaram erro médio quadrático ≤0,93% em relação aos dados experimentais. Diante disso, os resultados encontrados se mostraram satisfatórios, demonstrando a eficácia da metodologia abordada utilizando a técnica do CFD, permitindo a obtenção de equações para predição da profundidade de percolação e diâmetro da molhabilidade, podendo o estudo ser aplicado em futuros casos de derramamento.
Abstract: Oil spills can have several consequences for both the aquatic and terrestrial environment. In addition to the toxicity caused by contact with living beings, the environment becomes inhospitable for the development of several species. One of the consequences is the percolation of oil in beach sand, thus making its removal and treatment difficult. Therefore, computational modeling can be used to investigate the effects of oil percolation in sandy beds. Therefore, this work aims to evaluate and numerically validate the percolation of petroleum derivatives in porous media, through a systematic evaluation of the Darcy-Forchheimer equation with the aid of the software OpenFOAM v. 10. The studies were carried out through exploratory evaluations, sensitivity analysis and central composite planning, making it possible to evaluate different behaviors in the coordinates (x, y, z), in which the parameters assumed Dxz, Dy, Fxz and Fy values. The numerical study was carried out based on experimentally measured data, where automotive lubricating oil samples with different viscosities were used (5.73e-5 m²/s², 7.72e-5 m²/s² and 1.64e-4 m²/s²). Thus, it was possible to assess that the parameters D and F of the Darcy-Forchheimer equation are directly related to the intensity of oil percolation in the porous medium, however, individually they have a low level of significance. According to ANOVA, the Dy and Fxz parameters of the simulations presented mean squared error ≤0.93% in relation to the experimental data. In view of this, the results found were satisfactory, demonstrating the effectiveness of the methodology addressed using the CFD technique, allowing the obtaining of equations for predicting the percolation depth and wettability diameter, allowing the study to be applied in future cases of spillage.
Palavras-chave: Derramamento de óleo
Percolação – Derivados de petróleo
Fluidos
Fluidodinâmica computacional
Oil Spill
Percolation – Petroleum Derivatives
Fluids
Computational fluid dynamics
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: CONDE, Bianca Ferreira. Validação numérica da percolação de derivados de petróleo em meios porosos utilizando o OpenFOAM. 2024. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/13190
Data do documento: 27-jul-2023
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