Ni-Co, Ni Fe ve Ni-Pd yüklü bimetalik mikro küre katalizörlerin metanın

Mostrou-se no tópico anterior que a geometria do reservatório ou cuba de tratamento do sistema pode influenciar o desempenho do processo a depender do nível de perturbação imposto. Não obrigatoriamente se pode afirmar que exista diferença considerável entre uma e outra uma vez que não se lhes ensaiou exaustivamente em todos os aspectos. Não obstante, formas piramidais e cúbicas demonstram serem mais adequadas, sobretudo, do ponto de vista construtivo, e por estarem menos sujeitas à reflexão direcionalmente variada que se verificam em seções circulares.

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No tópico 2.5 discutiu-se ser a questão da interferência construtiva de ondas, essencial para aumento de amplitude e quebra da onda resultante. Uma comparação oportuna a esse respeito pode ser feita ao observar uma corda fortemente atada a uma coluna, sem liberdade de movimento vertical devido à forte atadura, e outra que pode movimentar-se verticalmente por estar com a atadura folgada. Ao imprimir perturbação à extremidade livre da corda, a forte atadura propiciará interferência destrutiva e atadura folgada, interferência construtiva (Vide Figura 2.29). Efeito similar correspondente à reflexão de ondas com atadura folgada é produ- zido pela inclinação da parede da pirâmide, resultando interferência construtiva. Portanto, a configuração projetada para a cuba de tratamento, obtida com base na Figura 3.6 (a) é mostra- da na Figura 3.6 (b). Testes mostram ocorrência de difusão de pequenas bolhas de ar em flu- xo, sobretudo em contra-corrente, e propagação caótica de ondas.

Embora invisíveis na imagem à direita, nervuras longitudinais no sentido da força de excitação foram implantadas (Figura 3.7 (b)) para dirigir a propagação da onda e promover impedância à sub-harmônicas laterais que interferem destrutivamente (Figura 2.28, item 2.5 Cap. 2). Na Figura 3.6 (a) mostram-se prismas de base quadrada, de faces concorrentes e de faces paralelas, ensaiados a 14 Hz.

(a) (b)

Figura 3.6 Imagem do ensaio de prismas de base direta e cuba construída para prover interferência construtiva: a) Prismas de base direta medindo 20 mm por 20 mm de base

menor e 80 mm por 80 mm de base maior; b) Ensaio da cuba de tratamento a 47 Hz.

O modelo mostrado através das imagens da Figura 3.7 (a) e (b) foi finalmente foi con- cebido e construído para operação em fluxo contínuo. Outros modelos foram construídos dos quais dois para fluxo em batelada e um prismático, de seção quadrada, para fluxo contínuo.

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Esse último se pode ver através da Figura 3.1 (b) à esquerda. O relativamente grande volume (870 mℓ), se comparado ao volume da cuba piramidal (ETV6) mostrada através da Figura 3.7 (a) e (b), de 370 mℓ, apresentou problemas em decorrência da inércia e resistência mecânica. Isto impediu ensaio exaustivo dessa unidade, sobretudo, por questão de segurança de elemen- tos eletrônicos satélites que poderiam ser atingidos caso houvesse colapso do reservatório. Testes realizados deram bons resultados no que respeita à geração de bolhas de ar.

(a) (b)

Figura 3.7 Cuba para fluxo contínuo, projetada e utilizada neste trabalho: a) Destaque para tomadas de alimentação e descarga; b) Destaque para a tampa com revestimento metálico e manga central de flotação (ETV10). Este elemento é objeto de reivindicação de

patente (Proc. BR PI 10 2013 024672 7).

Finalmente foram realizados testes com a cuba piramidal operando a 14 Hz. Imagens sequenciais, mostradas através das figuras, Figura 3.8 (a), (b), (c), (d), (e) e (f), foram capta- das com auxílio de estroboscópio (ETM17) por um microscópio digital (ETM15) em interface com o software (Image-Pró Plus 6.0). As figuras, Figura 3.9 (a), (b), (c), (d), (e) e (f), mos- tram o fenômeno esquematicamente. Pode-se observar através da ilustração esquemática da Figura 3.9, formação de onda subsequente após dois ciclos da cuba. Parece concordar com o que sir Michel Faraday reportara de pesquisas (Faraday (1831)), e Goodridge; Hentschel; La- throp (1999). Ivanova; Kozlov; Evesque (2001) contestam ao afirmarem sobre oscilações de

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contêiner e fluído serem síncronas. Provavelmente ocorram a frequências mais altas. Imagens da Figura 3.8 não confimam. É uma importante discussão para o cálculo médio da velocidade de oscilação da interface, relacionada com choque interpartícula e com o labirinto adsorvente.

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

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Uma versão relativa desse modelo global de fluxo constitui admitir o labirinto adsor- vente mover-se no fluído com a velocidade do contêiner, si se tomar a velocidade de movi- mento do efluente determinada unicamente pela vazão. Eis o processo de forma esquemática:

Figura 3.9 Ilustração esquemática e explicativa da seqüência de imagens da Figura 3.8: (a) Interferência construtiva, elevação da onda e formação da cavidade; (b) Desestabili-

zação e quebra; (c) Elevação de pressão, implosão e ruptura de bolhas de ar; (d) Eclo- são de bolhas e formação de jato (Jato de Worthintona,b, 2013); (e) Eclosão e formação

de aerossol; (f) Elevação de nova onda.

Por fim, ainda no contexto discutido sobre a relação entre excitação externa e com- portamento fluídico, Puthenveettil & Hopfinger (2009) reportam que ondas de Faraday, em excitação vertical (paramétricas) ou horizontal (síncronas), regem-se por leis semelhantes do ponto de vista da quebra e ejeção de gotas da crista. A frequência de transição do domínio de

Cavidade ou rim da onda (a)

C

K

ω

ϴ

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quebra, gravitacional (smoothing) para capilar (ripple), para fluído de baixa viscosidade como água, por exemplo, obedece a relação, ωto <ω < 3,5ωto, onde (ωto) é a frequência de transição da onda e ω a frequência de excitação. Tratando-se d’água, valores giram em torno de 5,8 Hz e 20,3 Hz e a quebra ocorre a aceleração 35% menor em vibração horizontal. Os autores utili- zaram a relação de dispersão dada na Tabela 2.3, para águas profundas.