Dissertação

{pt_PT=Modelling inter-bubble diffusion in a two-bubble system} {} EVALUATED

{pt=A transferência de gás entre duas bolhas de tamanhos diferentes submersas em água pura e conectadas por capilares é estudada usando o método de bolhas emergentes. A transferência de gás entre as duas bolhas deve-se à existência de um desequilíbrio de pressão nas mesmas. Este desequilíbrio é causado pela pressão capilar, ou a pressão de Young-Laplace, e pela pressão hidrostática resultante de uma submersão irregular no reservatório de água pura. Os resultados experimentais foram feitos por um colega (ainda não publicados) e são as bases que servem de suporte à resolução analítica do problema inicial. De forma a resolver o problema transitório hidrodinâmico, foram usadas três metodologias diferentes: usando as equações de Navier-Stokes, usando uma equação de Bernoulli ajustada e modelando a taxa de variação de volume entre as duas bolhas como uma função inversa da função exponencial. O modelo usando as equações de Navier-Stokes encontrou problemas computacionais. Para o modelo que usa a equação de Bernoulli, o factor de atrito, específico para o próprio sistema, deve permanecer constante nos diferentes conjuntos de dados experimentais, o que não aconteceu. Para o modelo baseado na função inversa da função exponencial, foi encontrada boa sobreposição entre o modelo e os resultados experimentais. A transferência de gás apenas movido pela pressão entre bolhas também é capaz de ser analisada por um CFD software: CFD ANSYS FLUENT 19.1. Este comercial código comercial foi escolhido estrategicamente., en=The gas transfer between two bubbles of different sizes submerged in pure water and connected by capillaries is studied using the emerging bubbles method. The gas transfer between both bubbles is driven by an imbalance in pressure between the two bubbles. This is caused by the capillary pressure, or the Young-Laplace pressure, and the hydro-static pressure because of uneven submergence in the pure water reservoir. Experimental results were done by a colleague (not published yet) and these re- sults are the basis for the attempts at solving the problem analytically. Three different ways of solving the hydrodynamic transient problem are used: using the Navier-Stokes equations, using an adjusted Bernoulli-equation, and by modelling the rate of volume change between both bubbles as an inverse ex- ponential function. The model using the Navier-Stokes equations encountered computational problems. For the model using the Bernoulli equation, the friction factor, specific to the system itself, should stay constant over the different experimental data-sets. This was not the case. For the inverse exponential model, fairly good overlap was found between the model and experiments. The pressure-driven gas transfer between the bubbles is also studied in a CFD software ANSYS FLUENT 19.1. This commercial code was chosen strategically.}
{pt=Coarsening, Diffusion, emerging bubbles method, ANSYS FLUENT, Flotation, en=Coarsening, Diffusion, emerging bubbles method, ANSYS FLUENT, Flotation}

Outubro 31, 2019, 10:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Seher Ata

University of New South Wales

Professor Associado

ORIENTADOR

Maria Teresa Da Cruz Carvalho

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado