INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES
Repositório Digital da Produção Técnico Científica

Analysis of a microreactor for synthesizing nanocrystals by computational fluid dynamics

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dc.date.accessioned 2018-10-08T12:24:52Z
dc.date.available 2018-10-08T12:24:52Z
dc.identifier.uri http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29234
dc.description.abstract A microreactor designed to synthesize nanocrystals was built applying laser pulses with duration of femtoseconds in a quartz board. This precise machining technology allowed dimensioning the microchip cross section as a trapezoidal shape with base lengths of 120 μm and 200 μm and depth of 150 μm. The microchip is comprised of four inlets for reactants, a mixing section with 40 curves after the inlet section to ensure proper mixing of the species and 22 serpentine channels, with 22,000 μm length each, to allow crystal growth. Flow field throughout the microchip was investigated by computational fluid dynamics considering inlet flow rates between 12.5 and 2000 μL min-1. Hexahedral meshes were used to discretize the geometry as its cross section is uniform and to reduce the total number of elements. Advection terms were solved by the high resolution scheme. Numerical solutions were converged when the maximum residual value was less than 10-4 and the domain imbalance was less than 1%. Flow throughout the channels is laminar as the maximum Reynolds number observed is 850. The tridimensional velocity profile is a paraboloid whose vertex is influence by the centrifugal force: at the curved sections, such force accelerates flow towards the outer part of the channels, moving the maximum velocity point to this zone. The centrifugal force also creates secondary flows. These structures enhance mixing in the direction perpendicular to the main flow and behave like turbulent flows in macroscopic systems, allowing proper mixing without additional power consumption. Proper coupling between microchip geometry and its operating conditions was verified by simulating the dispersion of a non-reactive tracer injected in one of the inlet ports while feeding the others with water. For low flow rates, the tracer flows parallel to the water stream up to half of the mixing section and full mixing occurs after the second serpentine channel. For flow rates higher than 250 μL min-1, it shows secondary fluxes are intensified and promote mixing after both the third curve at the mixing section and at the beginning of the serpentine channels after the fourth reactant inlet, ensuring better conditions if the desired reaction is limited by contact between the reactants. pt_BR
dc.description.sponsorship Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pt_BR
dc.rights openAccess pt_BR
dc.title Analysis of a microreactor for synthesizing nanocrystals by computational fluid dynamics pt_BR
dc.type Texto completo de evento pt_BR
dc.event.sigla WCCE pt_BR
ipen.identifier.ipendoc 25022 pt_BR
sigepi.autor.atividade HERRERA, CRISTHIANO DA C.:11170:920:N pt_BR
sigepi.autor.atividade ROSSI, WAGNER DE:73:920:N pt_BR
dc.coverage I pt_BR
dc.creator.author PERES, JOSE C.G.
dc.creator.author HERRERA, CRISTHIANO da C.
dc.creator.author ROSSI, WAGNER de
dc.creator.author VIANNA JUNIOR, ARDSON dos S.
dc.creator.evento WORLD CONGRESS OF CHEMICAL ENGINEERING, 10th pt_BR
dc.date.evento October 01-05, 2017 pt_BR
dc.local.evento Barcelona, Spain pt_BR
ipen.event.datapadronizada 2017 pt_BR
ipen.autor HERRERA, CRISTHIANO da C. pt_BR
ipen.autor ROSSI, WAGNER de pt_BR
ipen.date.recebimento 18-10 pt_BR
ipen.notas.internas Proceedings pt_BR
ipen.codigoautor 11170 pt_BR
ipen.codigoautor 73 pt_BR
dc.description.sponsorshipID FAPESP: 17/19134-8; 13/26113-6 pt_BR


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Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

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2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

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A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

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