Influência do design e das condições operacionais na aerodinâmica e no fenômeno de transferência de massa no interior de um túnel de vento portátil utilizado para estimar compostos odorantes medidos sobre superfícies líquidas passivas

dc.contributor.advisor1Santos, Jane Meri
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000339332849
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0120226021957540
dc.contributor.authorSiqueira, Matheus de Araujo
dc.contributor.referee1Reis Junior, Neyval Costa
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000000261594063
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4944106074149720
dc.contributor.referee2Paula, Igor Braga de
dc.date.accessioned2024-05-30T00:53:51Z
dc.date.available2024-05-30T00:53:51Z
dc.date.issued2022-08-29
dc.description.abstractThe emissions to the atmosphere by liquid passive area sources, that is, extensive liquid surfaces swept by the atmospheric flow in which occurs the emission of a certain chemical, like the tanks and lagoons in wastewater treatment plants are significative sources of odorant compounds, such as the H2S and the acetic acid. The health effects of these gaseous compounds include eye and throat irritation, and nausea. Different equipments are being used to perform a direct estimation of the emission of the odorant compound on passive surfaces. However, it is well known in the literature that the use of different equipments for the same source is conducing to different results. In general, these equipments are open-bottomed boxes in which is fluxed a clean gas in its inside that enters in contact with the gas-liquid interface and carries the odorant compound, to be posterior sampled at the equipment outlet and analyzed. Thereafter, the results provided by these equipments are straightly connected with the airflow and mass transfer phenomena on its inside. So, to properly assist the answer of the question of which equipment is more adequated to estimate the emission rate of an odorant compound in passive area sources it is first required to understand the airflow and how the mass transfer phenomena occur on its inside occurs. In this way, the present work objectives to analyze, using numerical simulations, the airflow and mass transfer phenomena inside one the of equipments used in the direct estimative of odorant compounds, namely the portable wind tunnel. The turbulent effects were incorporated using the κ−ω SST model. The finite volume method was used via the ANSYS Fluent software to numerically solve the involved equations. The analysis of the streamlines, profiles, vectors, and contours of the velocity, turbulent kinetic energy, and concentration showed that the flow inside the device is quite complex and 3D, with several recirculation zones and thus reversed flow. This feature of the flow have a direct impact on the volatilization process. Nevertheless, the results showed that the geometry configuration of the equipment has a direct impact on the airflow and thus on its mass transfer phenomena, in this way, it seems that small changes in its geometry could lead to an improvement of the flow in its inside
dc.description.resumoAs emissões para atmosfera a partir de fontes de área passivas, tais como tanques e lagoas em estações de tratamento de esgoto são fontes significativas de compostos odorantes, e.g. H2S e o ácido acético. Os efeitos deletérios a saúde causados por tais compostos incluem irritação nos olhos e garganta, além de náusea. Diferentes equipamentos têm sido utilizados para estimar diretamente a emissão de compostos odorantes em superfícies passivas. No entanto, sabe-se a partir da literatura que o uso de diferentes equipamentos para a mesma fonte tem conduzindo a estimativas diferentes. Em geral, esses equipamentos são caixas com fundo-aberto onde se injeta em seu interior gás limpo, o qual entrará em contato com a interface liquido-gás e carreará o composto odorante, afim de ser amostrado na saída do equipamento e posteriormente analisado. Logo, os resultados obtidos por tais equipamentos estão intimamente conectados com o escoamento e o fenômeno de transferência de massa em seu interior. Logo, para assistir de maneira correta a resposta da questão sobre qual equipamento é mais adequado para estimar a taxa de emissão de um composto odorante em fontes de área passivas, é necessário primeiro entender como o escoamento e o fenômeno de transferência de massa em seu interior ocorre. Dessa maneira, o presente trabalho tem por objetivo analisar, por meio de simulações numéricas, o escoamento e o fenômeno de transferência de massa no interior de um dos equipamentos utilizados para realizar a estimativa direta de compostos odorantes em superfícies passivas, chamado túnel de vento portátil. Os efeitos da turbulência foram incorporados utilizando o modelo κ −ω SST. Para resolver numericamente as equações envolvidas, o método dos volumes finitos foi utilizado via software ANSYS Fluent. A análise dos resultados mostrou que o escoamento no interior do equipamento é consideravelmente complexo e 3D, com diversas regiões de recirculação e, portanto, escoamento reverso. Essa característica do escoamento tem um grande impacto no processo de volatilização. Os resultados também mostraram que a configuração geométrica do equipamento possui um impacto direto no escoamento e, portanto, no fenômeno de transferência de massa. Dessa maneira, parece que pequenas mudanças em sua geometria podem levar a um melhoramento do escoamento em seu interior
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/16146
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Ambiental
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
dc.rightsopen access
dc.subjectTransferência de massa
dc.subjectCFD
dc.subjectTurbulência
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Sanitária
dc.titleInfluência do design e das condições operacionais na aerodinâmica e no fenômeno de transferência de massa no interior de um túnel de vento portátil utilizado para estimar compostos odorantes medidos sobre superfícies líquidas passivas
dc.typemasterThesis

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