Experimentos e simulações em processos de transferência de gases em águas com agitação turbulenta

• Processo: 94/02965-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 1994
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 1996
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Harry Edmar Schulz
• Beneficiário: Harry Edmar Schulz
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Turbulência Agitação de líquidos Aeração Dessorção de gás Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aeracao Da Agua | Dessorcao De Gases | Reoxigenacao Da Agua | Turbulencia

Resumo

O presente trabalho visa usar ferramentas numéricas na simulação de absorção e dessorção de gases em escoamentos turbulentos. Adicionalmente serão feitos estudos experimentais em tanques de agitação hidrodinâmica, os quais visam complementar a série de dados já produzidos neste departamento em condições particulares de agitação, bem como gerar informações essenciais para a calibração do modelo numérico. As simulações visarão inicialmente reproduzir as condições experimentais ensaiadas. Posteriormente outras situações serão testadas, procurando tornar a ferramenta numérica mais flexível. Os problemas inicialmente vislumbrados na construção e adaptação do modelo numérico dizem respeito ao modelo de turbulência adotado (inicialmente será implementado o modelo k-ε) e ao correto equacionamento das condições de contorno (o campo escalar associado ao campo vetorial de velocidades carece de uma formulação convincente no que tange à transferência interfacial de massa, além de haver problemas com o equacionamento da superfície livre em escoamentos turbulentos). Desta forma, há a possibilidade de utilizar duas regiões de modelação numérica distinta: a primeira relacionada com o escoamento no interior dos tanques e a segunda relacionada com o "escoamento de superfície". A complexidade que surge nesta forma de visualizar o problema é a "conexão" dessas duas regiões e a realização dos cálculos iterativos subsequentes. O requerente tem à disposição o programa FAST-2D da Universidade de Karlsruhe, Alemanha, devido ao seu trabalho realizado naquela instituição no período de 1992 a 1993. Este programa foi gentilmente cedido pelo Prof. Wolfgang Rodi, sendo que partes do mesmo deverão ser adaptadas ao programa em construção para a presente pesquisa. (AU)