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Dissertação

Study and improvement of mass transfer in membranes using CFD technology EVALUATED

Detalhes: Foi realizada a simulação do processo de separação de membranas através da tecnología Computational Fluid Dynamics (CFD), visando minimizar o declínio do fluxo de permeado causado pela polarização da concentração (PC). OpenFOAM foi utilizado como software onde um modelo matemático foi formulado em código C++. Foram aplicadas condições periódicas e não periódicas. Após validação, a PC foi estimada por meio da simulação de um dominio periódico impermeável com um valor constante e arbitrário de fração de massa de soluto na parede. Foram aplicados dois métodos, uma correlação para corrigir os coeficientes de transferencia de massa, e a conhecida Teoria do Filme (TF). Ambos os métodos foram comparados. A redução do declínio do fluxo de permeado foi estudada comparando ducto tubular e placas paralelas. Também foi estudado o efeito dos espaçadores ea influencia da pressão transmembrana (PTM). O fator de correção de transferencia de massa obtido foi apropriado para taxas de permeado baixo e alto, enquato que a TP foi aplicada apenas em baixa taxa de permeação. O fator de correção deu um erro relativo máximo de 0.92% eo TP de 1.35%, quado esses métodos foram comparados com os resultados da simulação com permeação. Comparando com a configuração tubular, o declínio do fluxo de permeado é reduzido em 28.6% com placas paralelas e em 49.7-50% com o uso de espaçadores. Com configuraçõ tubular, um aumento de PTM (de 1bar a 3bar) dá um aumento indesejável de 14.6% em soluto no permeado, com placas paralelas a 7.6% e com espaçadores a 5.6-5.4%.
Keywords: polarização de concentração, CFD, OpenFOAM, periódico, fator de correção da transferencia

Discussão: junho 19, 2017, 14:30