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Ver el documento (formato PDF)   Salierno, Gabriel Leonardo.  "Caracterización de equipos y medios multifásicos con métodos que emplean fuentes radiactivas"  (2016-03-30)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Los sistemas multifásicos se encuentran en una gran cantidad de operaciones y en la gran mayoría de los procesos de la industria química, donde es necesario contactar reactivos presentes en distintas fases. Ejemplos de ellos pueden ser los procesos de fermentación que requieren del aireado de una suspensión densa de aglomerados de biomasa o la producción de jugos, que requiere de la trituración de frutas de manera continua minimizando el contacto con aire, o el proceso Fisher-Tropsch, que produce combustibles líquidos a partir de gas natural por reacción catalítica en torres de lecho fluidizado gas-líquido-sólido. Un ejemplo de creciente impacto económico-social son los tratamientos de efluentes líquidos o gaseosos, que requieren lidiar con sistemas de composición y reología complejos. Para controlar, diseñar u optimizar un equipo a escala industrial o para contrastar resultados de simulación computacional de fluido dinámica o de dinámica granular, se requiere de información experimental del movimiento y la distribución de las fases presentes. La información que se utiliza para evaluar la performance y verificar modelos que describen el movimiento de las fases presentes en un reactor, vinculando la fluidodinámica del sistema con el transporte de materia y energía son los campos de velocidad de las fases presentes, parámetros de turbulencia, distribución de fases o patrón de flujo, tiempos de residencia y de mezclado. Los equipos industriales suelen ser de paredes opacas y, aún si se operara con paredes translúcidas, los mismos sistemas multifásicos tienen la característica de dispersar la luz intensamente. En consecuencia, las técnicas que explotan la interacción con la luz visible por parte del sistema poseen aplicaciones muy limitadas y resulta apropiado recurrir a técnicas que utilizan radiación de alta energía para obtener información sobre el comportamiento de las fases en sistemas multifásicos que contribuya a optimizar diseños y monitorear la operación de un equipo. El objetivo general de este trabajo es el estudio de la fluido dinámica de sistemas multifásicos en equipos de escala piloto, empleando técnicas no-invasivas basadas en el uso de métodos que utilizan la detección de radiación γ. En particular, se optimizó y utilizó la técnica conocida como Radioactive Particle Tracking (RPT) para caracterizar la fluidodinámica de columnas de burbujeo bifásicas y trifásicas y de un reactor slurry agitado. Además, se propuso una simplificación de la técnica de RPT que facilitaría su empleo en instalaciones industriales, comparándose la información extraíble.

Abstract:
Multiphase systems are found in a large number of operations and in most of the processes of the chemical industry where contact of reagents present in different phases is necessary. Examples of these processes are the aerated fermentation that requires a slurry of biomass agglomerates, or juice production, requiring crushing fruit continuously minimizing contact with air, or Fisher-Tropsch process, that produces liquid fuels from natural gas by gas-liquid-solid catalytic reaction fluidized beds. An example of growing economic and social impact are gaseous or liquid effluent treatments that deal with systems of complex composition and rheology. To control, design or optimize industrial scale of multiphase units, or for validation of computational fluid or granular dynamics simulations, experimental data of the motion and distribution of the phases present is required. The information used to assess the performance and verify models describing the motion of the phases present in a reactor are the velocity fields of the phases present, turbulence parameters, phases distribution, flow patterns, residence times and mixing times. Industrial equipments have usually opaque walls, and they were translucent, multiphase systems have the property of scattering light intensely. Consequently, techniques that exploit interaction of the system with visible light have very limited applications, high-energy radiation is more appropriate to use to obtain information about the behavior of the phases in multiphase systems with the aim to optimizing design and monitoring. The objective of this work is the study of fluid dynamics of multiphase pilot scale vessels, using and developing non-invasive techniques based on detecting γ radiation. Particularly, the technique known as Radioactive Particle Tracking (RPT) was used to characterize the fluid dynamics of two and three phase bubble columns and a slurry stirred tank. Moreover, a simplification of the RPT technique is proposed to promote its use in industrial installations, making a comparison of the arising information.

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Registro:
Título : Caracterización de equipos y medios multifásicos con métodos que emplean fuentes radiactivas     =    Characterization of multiphase systems with methods involving radioactive sources
Autor : Salierno, Gabriel Leonardo
Director : Cassanello Fernández, Miryan C.
Hojman, Daniel L.
Consejero : Cassanello Fernández, Miryan C.
Jurados : Valda Ochoa, Alejandro  ; Mariani, Néstor J.  ; de Escalada Pla, Marina F.
Año : 2016-03-30
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Industrias
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Industrias
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5951_Salierno
Idioma : Español
Area Temática : Química / Química Industrial
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