Laboratório de Pesquisa em Processos Químicos e Gestão Empresarial​ – PQGe

Modelagem matemática e simulação numérica de escoamentos multifásicos reativos: 

O objetivo geral deste projeto, no contexto de pesquisa aplicada, é a execução de atividades de aprofundamento científico na compreensão dos fenômenos associados aos escoamentos multifásicos reativos em condição de turbulência, norteados pelo interesse industrial. Com a conjunção entre a simulação numérica e a representação física dos fenômenos em escala reduzida, pretende-se validar modelos matemáticos que orientem a elaboração de diagnósticos para anomalias operacionais e de alternativas para melhorias de desempenho dos processos, acelerando a conexão das atividades científicas com a aplicação tecnológica dos resultados.

Simulação de turbulência em largas escalas e modelo de composição para produção de nanopartículas via pirólise em spray flamejante

Materiais nanoestruturados despertam interesse devido às suas características únicas desejadas em diversas áreas de aplicação, tais como catálise, pigmentação, farmacêutica e alimentos. Quando comparada com outras técnicas, a Pirólise em Spray Flamejante (FSP) tem potencial para produção eficiente e barata de nanopartículas de alta pureza e estreita faixa de distribuição de tamanhos. O escalonamento desse processo, assim como sua utilização na produção de novos materiais, exige amplo conhecimento a respeito dos fenômenos nele envolvidos e, para tanto, modelos matemáticos validados são cruciais. Em estudos anteriores já foram apresentados modelos capazes de fornecer resultados a respeito da temperatura da chama e até mesmo distribuição de tamanho das partículas com o uso de balanços populacionais. No entanto, ainda não se pode considerar que o processo FSP é compreendido em sua amplitude. Para tanto, um primeiro passo é o aumento da resolução com que a turbulência é resolvida com o objetivo de se obter maior precisão na descrição matemática. Além disso, ainda não se dispõe de um modelo capaz de prever a composição de nanopartículas multicomponente produzidas por meio FSP de dupla chama. Este projeto visa abordar estas questões utilizando técnicas de CFD acopladas a balanços populacionais multivariados, com foco no uso de códigos abertos. Uma análise sistemática da influência de diferentes parâmetros de processo e métodos de solução da equação de balanço populacional é também visada. Esta proposta dá continuidade a linha de pesquisa em síntese em aplicações de nanopartículas de óxido metálicos da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas e fortalece a cooperação internacional entre esta instituição e a Universidade de Bremen, na Alemanha. Ao final deste projeto, são esperadas publicações em revistas internacionais e em congressos.
Órgão Financiador: FAPESP

Avaliação de internos de riser de FCC através de análise numérica utilizando abordagem cinética baseada em lumping orientado por estruturas (SOL) acoplado às técnicas de fluidodinâmica computacional (CFD)

O objetivo principal deste projeto é obter uma metodologia que incorpore o desenvolvimento de mecanismos cinético baseados em lumping orientados por estruturas (SOL) acoplados as técnicas de CFD a fim de determinar o efeito no desempenho de internos de risers de FCC sob os principais produtos gerados.
Órgão Financiador: ANP/PETROBRAS

Simulação de unidades de hidrogenação seletiva (SHU) utilizando técnicas de fluidodin mica computacional em plataforma open source

O Objetivo deste trabalho é modelar o escoamento multifásico reativo no interior de reatores industriais de unidades de hidrogenação seletiva (SHU) e desenvolver metodologia de solução baseada na plataforma de fluidodinâmica computacional (CFD) OpenFOAM de código livre e aberto. O modelo matemático será elaborado baseado em uma abordagem Euleriana-Euleriana em meio poroso, onde a resistência que o meio poroso exerce sobre o escoamento gás-líquido é incorporado ao modelo por meio de força resistiva semi-empírica do tipo Lei de Ergun. Transferência de calor e massa gás-líquido serão considerados enquanto que os efeitos de transferência de massa interna e externa à partícula sobre as reações químicas serão considerados através do conceito de efetividade. Quantidades termodinâmicas serão calculadas através de equações de estado cúbicas e a mistura real será representada por uma mistura de espécies substitutas. Espera-se ao final deste projeto modelar e implementar o sistema polifásico reativo presente nos reatores de hidrotratamento de misturas complexas do processamento de petróleo em plataforma de código computacional de código livre e aberto a fim de oferecer ao setor de óleo e gás natural uma metodologia computacional livre de custos para análise e simulação de processos.
Órgão Financiador: ANP/PETROBRAS

Studies on atomization and sprays systems for industrial applications

São propostas atividades coordenadas de pesquisa na forma de intercâmbio de pesquisadores doutorandos e pós-doutorandos que realizarão pesquisas experimentais e computacionais com o objetivo de contribuir para o campo de sistemas de atomização e pulverização para aplicações industriais.
Órgão Financiador: CAPES/DAAD