Theoretical and experimental study of carbon dioxide content removal from dry air by supersonic gas separation technique (2022)
- Authors:
- Autor USP: LOZANO, JULIÁN CAMILO RESTREPO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: ESCOAMENTO; GASES; TERMODINÂMICA
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Recentemente, tem acontecido uma notável aceleração na pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias para alcançar uma transição energética confiável. Nesse contexto, as tecnologias de captura e sequestro de carbono (CCS) surgiram como uma opção transitória. No entanto, em alguns casos, como os reservatórios brasileiros do pré-sal, as tecnologias de separação de dióxido de carbono poderiam aumentar a eficiência e a rentabilidade dos processos, ao mesmo tempo em que reduziam as emissões de dióxido de carbono. Nesse contexto, a utilização de um separador de gás supersônico torna-se relevante, pois permite separar alto teor de dióxido de carbono com baixo consumo de energia e baixa manutenção. No entanto, para melhorar o Nível de Maturidade Tecnológica (NMT), mais trabalhos teóricos e experimentais devem ser realizados. Portanto, essa tese estuda os fenômenos de escoamento compressível mais relevantes dentro do separador, como o escoamento supersônico viscoso e o choque de condensação. Além disso, este trabalho também forneceu ferramentas analíticas para a concepção do dispositivo, como a implementação do método de características para o escoamento supersônico da mistura de gases reais. Adicionalmente, uma bancada experimental foi projetada, construída e comissionada para uma mistura de dióxido de carbono com ar seco. Tal bancada de teste permite a operação em diferentes condições de estagnação (pressão, temperatura e fração molar de dióxido de carbono). Além disso, transdutores de alta precisão de pressão foram usados para garantir uma análise quantitativa sobre os fenômenos, e técnicas ópticas direta e schlieren foram usadas para uma avaliação experimental qualitativa após o uso de uma câmera de alta velocidade. O bocal supersônico foi projetado através do método decaracterística para garantir um escoamento livre de choque, e para estudar a interação entre a mudança de fase e os fenômenos de cancelamento de ondas que produziram três topologias de choque de condensação (clássica, transição e onda Mach). Finalmente, discute-se a validade do modelo de choque de condensação proposto.
- Imprenta:
- Data da defesa: 01.12.2022
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ABNT
RESTREPO LOZANO, Julian Camilo. Theoretical and experimental study of carbon dioxide content removal from dry air by supersonic gas separation technique. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-15082023-094336/. Acesso em: 06 maio 2024. -
APA
Restrepo Lozano, J. C. (2022). Theoretical and experimental study of carbon dioxide content removal from dry air by supersonic gas separation technique (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-15082023-094336/ -
NLM
Restrepo Lozano JC. Theoretical and experimental study of carbon dioxide content removal from dry air by supersonic gas separation technique [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-15082023-094336/ -
Vancouver
Restrepo Lozano JC. Theoretical and experimental study of carbon dioxide content removal from dry air by supersonic gas separation technique [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-15082023-094336/
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