Estudo da influência da granulometria no comportamento reológico de polpa de bauxita e no fator de atrito

O presente trabalho apresenta estudos de caracterização reológica e determinações de fatores de atrito em três polpas de bauxita, originárias da Mina de Miltônia, Paragominas – Pará, resultantes de condições operacionais com graus diferentes de moagem. Deste modo, a diferenciação básica entre as mesmas reside na distribuição granulométrica. O objetivo é fazer uma proposta de revisão da especificação granulométrica do produto (polpa de bauxita para o mineroduto), permitindo uma comparação com as polpas do projeto (planta piloto) e da operação atual (usina de beneficiamento) quanto a resposta a alterações, principalmente, da viscosidade e fatores de atrito. A polpa proposta incorpora um percentual maior de finos (< 10 microns) em relação as demais polpas. Os benefícios possibilitarão ganhos de recuperação com a incorporação desta parcela de finos, a qual atualmente é descartada para a bacia de rejeitos. O material foi caracterizado por análises granulométricas da série Tyler, físicas e físico-químicas, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de raios-x dispersiva em energia (EDS). Utilizando-se de um viscosímetro de cilindros coaxiais, tipo Searle, abordo use os aspectos reológicos destas polpas, em função da sua distribuição granulométrica e da variação da concentração de sólidos. As propriedades reológicas avaliadas foram a viscosidade, a tensão de escoamento e também os comportamentos que mostram a dependência da viscosidade com o tempo de aplicação de uma taxa de cisalhamento constante, verificando-se por meio de curva de histerese, a existência ou não da tixotropia e da reopexia. Os resultados experimentais mostraram que para as polpas ensaiadas, a granulometria e a concentração de sólidos são parâmetros relevantes na determinação da viscosidade. Os testes com estas três polpas de bauxita, de granulometrias diferentes, foram realizados a concentrações pré-determinadas, de modo a determinar o modelo reológico cujos parâmetros apresentaram os melhores coeficientes de correlação (R²), sendo que os melhores ajustes encontrados foram segundo o modelo de Herschel-Bulkley. Os fatores de atrito foram obtidos por formulações que envolvem uma relação logarítmica, utilizando-se da Lei da Parede como método de obtenção das expressões aplicáveis a estes fluidos não- Newtonianos viscoplásticos, sendo comparados com os calculados pelas correlações de Dodge e Metzner e verificou-se que de uma maneira geral há a concordância entre o modelo estudado nas três polpas. A análise dos fatores de atrito na concentração de 50% de sólidos, concentração de bombeio por mineroduto, mostra que o comportamento das polpas estudadas é semelhante, com os melhores ajustes para a faixa de 10.000 a 100.000 Reynolds (faixa média de trabalho para o escoamento turbulento de polpas de minério, homogêneas e heterogêneas).

Um modelo de turbulência baseado no conceito de vórtice

O fenômeno da turbulência está presente na maioria dos escoamentos observados na indústria e na natureza. Muitas são as considerações a respeito das dificuldades relacionadas à caracterização dos escoamentos turbulentos. Uma das muitas questões trata do procedimento de análise do problema através da descrição estatística dos campos por grandezas “médias”, o que leva ao problema de fechamento e à modelagem do tensor de Reynolds, normalmente com modelos baseados no conceito de viscosidade turbulenta. Os modelos de turbulência já existentes apresentam algumas deficiências na previsão do escoamento, além de outras limitações, o que justifica a busca por novas abordagens para o tratamento da turbulência. Neste trabalho, o problema de fechamento é tratado segundo a modelagem turbulenta baseada no conceito de viscosidade turbulenta. Um novo modelo de turbulência é proposto, que admite a existência de vórtices imersos no escoamento e aplica conceitos e definições relacionados à identificação de vórtices, com o uso do critério de identificação Q , que caracteriza a região do escoamento ocupada pelo vórtice. Propõe-se a investigação da aplicabilidade do critério Q em conjunto com o modelo k − ε , para o desenvolvimento de um novo modelo de turbulência chamado k − ε −Q . Validou-se a aplicabilidade do modelo através de um código numérico computacional para tratamento de escoamentos turbulentos. A solução numérica foi obtida através da discretização do domínio fluido, utilizando o método de volumes finitos e o método multigrid foi utilizado para resolver o sistema linear resultante. Como verificação, foi utilizado este modelo de turbulência para simular o escoamento em uma cavidade quadrada com tampa deslizante e o escoamento turbulento sobre um degrau. Os resultados obtidos foram confrontados com dados experimentais e demonstraram que o modelo aqui proposto se apresenta mais eficiente que o clássico modelo k − ε , no tratamento da turbulência nesses dois problemas clássicos.

Influência da velocidade de circulação do leite na adesão de Pseudomonas aeruginosa sobre aço inoxidável

A influência da velocidade de circulação do leite na adesão bacteriana de Pseudomonas aeruginosa foi avaliada em teste de uso simulado por meio de um modelo de circuito de processamento de leite. O circuito é composto por uma tubulação de aço inoxidável AISI 304, com 1,9 cm de diâmetro e 5,8 m de comprimento, além de um tanque de 25 L, utilizado como reservatório do produto e das soluções sanitizantes. O reservatório foi acoplado a uma bomba centrífuga de ½ HP, para impulsionar o alimento ou soluções de higienização pelo sistema equipado com cupons de prova em aço inoxidável nas formas cilíndrica, cotovelo 90º e T. As velocidades de circulação foram de 0,5, 1,0 e 1,5 m.s^–1, correspondentes a fluxo turbulento com número de Reynolds de 14.000, 28.000 e 42.000, respectivamente. Quando se utilizou velocidade de 0,5 m.s^–1, permaneceram aderidas à superfície 10,7% das células. Já nas velocidades e 1,0 e 1,5 m.s^–1 as porcentagens de adesão foram de 5,36 e 4,9%, respectivamente, o que demonstra uma menor remoção de células aderidas à medida que o fluxo diminui, permitindo assim que mais células permaneçam aderidas na linha de produção, o que pode favorecer a formação de biofilmes.

Análise do escoamento turbulento por um queimador industrial a gás utilizando dinâmica dos fluidos computacional

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Desenvolvimento de software utilizando a técnica sph (smoothed particle hydrodynamics) na geração de ondas de submersão

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Portal hypertension in dogs

Portal hypertension (PH) is the pathological increase in portal vein pressure above normal limits. Two variables control the pressure in the portal system: the resistance to blood flow and blood flow volume in the portal system. If one these variables changes, PH may develop. Classification: Pre-hepatic (e. g. compression of the portal vein), intrahepatic (e. g. chronic hepatitis and cirrhosis) or post-hepatic (e. g. right heart failure). The invasive methods (intravenous catheter) were replaced by an indirect method of diagnosis: Doppler Ultrasound. This technique does not measure portal pressure, but indirectly allows the diagnosis of PH. Average speed of portal flow decrease (<10 cm/s) and hepatofugal flow have been reported in cirrhotic dogs with PH. Currently, the focus of the ultrasound is the detection of acquired collateral portal circulation (ACPC), closely correlated with hepatic encephalopathy. The characterization of these vessels is essential to differentiate them from congenital shunts. They are usually multiple vessels, small and tortuous, with turbulent flow, near to the kidneys, and/or a single and larger vessel, draining into the left renal vein (dilated gonadal vein). Gastric, esophageal and mesenteric varices may occur. After identifying the PH, it is important to determine its origin in order to treat the underlying disease. B-Mode Ultrasound and Doppler are the best choices in cases of suspected PH, because they may recognize not just the hypertension, but also its complications and origin.

Contribuição da utrassonografia para o diagnóstico do shunt portossistêmico em câes e gatos

Portosystemic shunt, an hepatobiliary anomaly, much common in dogs and less frequent in cats, can be detected by several diagnostic methods. Among them, the one which stands out is ultrasonography due to its numerous advantages: noninvasive, quick, accessible, relatively low cost and provides useful information relating to the other systems, apart from being a highly sensitive method. Portosystemic shunt diagnosis using ultrasonography becomes highly sensitive when associated with B-mode, color Doppler and pulsed Doppler. A bibliographic survey about portosystemic shunt ultrasonographic diagnosis was carried out, and the main ultrasonographic signals were: decreased hepatic size, difficulty in blood vessels visualization, presence of an anomalous vessel, tortuous with turbulent flow and, finally, increased portal blood flow velocity near the shunting vessel

Combustão do hidrogênio em escoamento supersônico

This work investigated the operating conditions of a 'scramjet' through numerical simulation considering two-dimensional steady flow. Using a commercial software, FLUENT, cases of inviscid flow with and without fuel injection, turbulent flow without fuel injection, turbulent flow with fuel injection and without burning, and finally turbulent flow with fuel injection and burning are simulated

Índice geométrico e perda de carga localizada em conexões de emissores "online"

The objective of this research is to present a study on a relationship between the local head loss in connection of emitters in pipes with different diameters used in drip irrigation, with the online geometry of the emitter connectors, that allows an easy quantification of such head loss regarding of the size of the connectors. The experiment was carried out according to the Reynolds Numbers at a turbulent flow interval, obtained by the variation of the pipe outflow at a constant temperature of water. The results indicated that the friction factor of the Darcy-Weisbach equation can be estimated by the Blasius equation with the coefficients b = 0.300 and m = 0.25, for the above mentioned pipes. The head losses produced by the connections of the emitters, in relation to the pipe without emitter, was of 62%. A relationship between the kinetic load coefficient (K) and the index of blockage (IO) provoked by the online connector is presented by an algebraic equation which shows a coefficient of adjustment of approximately 96%.

Constructed Wetland for Treating Effluent from Subtropical Aquaculture Farm

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Desempenho de gotejadores usando efluente de esgoto tratado para irrigação

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Influência de poliacrilamida na redução da perda de carga em tubulação de polietileno

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Changes on emitter discharge under different water temperature and pressure

The study was conducted at the Research Laboratory of Hydraulic and Irrigation Group in the Rural Engineering Department, Technical University of Madrid (Universidad Politecnica de Madrid), Madrid, Spain. Water temperatures of 20, 30, 40 degrees C and system pressures often encountered in irrigation practices of 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190 and 200 k Pa were applied to determine the effects of different water temperatures and pressures on emitter discharge. Non-pressure compensating in-line emitter which has turbulent flow regime with a long-path (labyrinth), emitter discharge was 4 L h(-1) at system pressure of 100 kPa according to the manufacturer recommended, was used. Emitters were spaced 20 cm along the drip laterals with 16 mm diameter. Discharge equations and coefficients of variation related to temperatures of 20, 30 and 40 degrees C were obtained as q = 0.375H(0.51), q = 0.358H(0.52), q = 0.346H(0.53) and 2.68, 2.09, 3.65, respectively. Discharge of the emitter was affected by different system pressures and increased as potentially (R = 0993-0996). In general. the emitter discharge increased with increasing temperature. However, especially in the common system pressures of 90-120 k Pa, differences of obtained emitter discharges between the different water temperatures were not significant (1%).

Fluid-structure interaction by a coupled lattice Boltzmann-finite element approach

In this thesis, a strategy to model the behavior of fluids and their interaction with deformable bodies is proposed. The fluid domain is modeled by using the lattice Boltzmann method, thus analyzing the fluid dynamics by a mesoscopic point of view. It has been proved that the solution provided by this method is equivalent to solve the Navier-Stokes equations for an incompressible flow with a second-order accuracy. Slender elastic structures idealized through beam finite elements are used. Large displacements are accounted for by using the corotational formulation. Structural dynamics is computed by using the Time Discontinuous Galerkin method. Therefore, two different solution procedures are used, one for the fluid domain and the other for the structural part, respectively. These two solvers need to communicate and to transfer each other several information, i.e. stresses, velocities, displacements. In order to guarantee a continuous, effective, and mutual exchange of information, a coupling strategy, consisting of three different algorithms, has been developed and numerically tested. In particular, the effectiveness of the three algorithms is shown in terms of interface energy artificially produced by the approximate fulfilling of compatibility and equilibrium conditions at the fluid-structure interface. The proposed coupled approach is used in order to solve different fluid-structure interaction problems, i.e. cantilever beams immersed in a viscous fluid, the impact of the hull of the ship on the marine free-surface, blood flow in a deformable vessels, and even flapping wings simulating the take-off of a butterfly. The good results achieved in each application highlight the effectiveness of the proposed methodology and of the C++ developed software to successfully approach several two-dimensional fluid-structure interaction problems.

Intravascular US-guided direct intrahepatic portocaval shunt with an expanded polytetrafluoroethylene-covered stent-graft

PURPOSE: To retrospectively evaluate the midterm patency rate of the nitinol (Viatorr, W.L. Gore and Associates, Flagstaff, Ariz) stent-graft for direct intrahepatic portacaval shunt (DIPS) creation. MATERIALS AND METHODS: Institutional Review Board approval for this retrospective HIPAA-compliant study was obtained with waiver of informed consent. DIPS was created in 18 men and one woman (median age, 54 years; range, 45-65 years) by using nitinol polytetrafluoroethylene (PTFE)-covered stent-grafts. The primary indications were intractable ascites (n = 14), acute variceal bleeding (n = 3), and hydrothorax (n = 2). Follow-up included Doppler ultrasonography at 1, 6, and 12 months and venography with manometry at 6-month intervals after the procedure. Shunt patency and cumulative survival were evaluated by using the Kaplan-Meier method and survival curves were plotted. Differences in mean portosystemic gradients (PSGs) were evaluated by using the Student t test. Multiple regression analysis for survival and DIPS patency were performed for the following parameters: Child-Pugh class, model of end-stage liver disease score, pre- and post-DIPS PSGs, pre-DIPS liver function tests, and pre-DIPS creatinine levels. RESULTS: DIPS creation was successful in all patients. Effective portal decompression and free antegrade shunt flow was achieved in all patients. Intraperitoneal bleeding occurred in one patient during the procedure and was controlled during the same procedure by placing a second nitinol stent-graft. The primary patency rate was 100% at all times during the follow-up period (range, 2 days to 30 months; mean, 256 days; median, 160 days). Flow restrictors were deployed in two (11%) of 19 patients. The 1-year mortality rate was 37% (seven of 19). CONCLUSION: Patency after DIPS creation with the nitinol PTFE-covered stent-graft was superior to that after TIPS with the nitinol stent-graft.