Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T22:48:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:00:19Z : No. of bitstreams: 1 180871.pdf: 2298141 bytes, checksum: efabf65cf9b17cb0712f88a74b03474d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:03:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:21:56Z : No. of bitstreams: 1 180994.pdf: 9607976 bytes, checksum: b328cd4bdc182f72dcea78efb9a30647 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-16T07:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:19:15Z : No. of bitstreams: 1 183722.pdf: 2953543 bytes, checksum: 694654e2473c5fc6b9a67c444a418ad4 (MD5) / Abordagem de temas básicos relativos aos ensaios dinâmicos em bancos de ensaio de motores de combustão interna, com ênfase à descrição e modelamento dos componentes dos bancos de ensaio, além da descrição das atividades de medição e controle nos ensaios.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275703.pdf: 13618380 bytes, checksum: 53fd23acdce39ec27cb125cc70e46e18 (MD5) / A presente tese trata da combustão pré-misturada em meios porosos inertes em que a chama é estabilizada no interior do conjunto tridimensional de cavidades que forma a estrutura porosa. Como resultado, esses queimadores apresentam elevada temperatura de chama, ampla faixa de potências, baixa emissão de poluentes e possibilitam a queima de combustíveis de baixo poder calorífico. O objetivo da tese é desenvolver um modelo para a simulação numérica multidimensional de queimadores porosos capaz de captar as principais características térmicas do processo com baixo custo computacional. O trabalho se divide em duas partes principais. A primeira parte é dedicada ao estudo analítico da estrutura de chamas pobres, estacionárias, adiabáticas e prémisturadas em meios porosos inertes, cobrindo uma ampla faixa de riquezas. A segunda parte trata da construção de um modelo de curvas de nível para simulações numéricas multidimensionais de queimadores porosos.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T06:11:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Desenvolvimento de um modelo analítico-experimental para a determinação da história temporal da força de impacto entre o pistão e o cilindro em motores reciprocos de combustão interna, considerando a influência do filme de óleo de lubrificação. Extensivos testes experimentais foram conduzidos em três bancadas de teste especialmente desenvolvidas para o projeto. A história temporal da força de impacto foi determinada utilizando-se a teoria de Reynolds para filmes fluídicos, e o espectro desta força foi derivado de funções de transferência. Os resultados experimentais mostraram que a teoria de Reynolds pode ser utilizada para a determinação do coeficiente de amortecimento efetivo do filme de óleo, contudo, quando o filme de óleo esta contaminado com gás, a teoria de Reynolds super estima a magnitude da força de impacto. Um modelo teórico constituído por uma mola (bolhas de gás) conectada em série com um elemento de amortecimento viscoso (filme de óleo) mostrou representar bem o comportamento dinâmico da mistura de óleo com bolhas de gás. Este modelo permite a estimativa da força de impacto levando em consideração o filme de óleo de lubrificação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275697.pdf: 2335690 bytes, checksum: 1d1fad9944d2e9ef88e4e2254c1b99f9 (MD5) / O conhecimento das propriedades físico químicas das misturas combustíveis é de extrema importância para a evolução dos motores a combustão interna. Dentre os parâmetros de combustão que dependem das várias características físicas e químicas de um processo de combustão em reagentes pré-misturados está a velocidade de queima. Esta tem influência direta na taxa de liberação de energia e, portanto, no desempenho dos motores a combustão interna de ignição por centelha. A velocidade de queima pode ser medida e estes resultados são utilizados tanto diretamente como referência para o desenvolvimento de câmaras de combustão como para desenvolver modelos de simulação numérica de baixo custo computacional. Em particular, os métodos numéricos devem envolver o acoplamento entre cinética química, equações de transporte e turbulência. Este acoplamento usualmente demanda um grande esforço computacional. Assim, procura-se aplicar modelos físicos e matemáticos que capturem os eventos físicos e/ou químicos de interesse com um custo computacional condizente com os recursos disponíveis. O foco deste trabalho é a combustão de misturas de ar e combustíveis em câmara de volume constante. Esta proporciona a possibilidade da medição da velocidade de queima em regime laminar e turbulento além de possibilitar a validação de modelos numéricos em uma situação mais controlada do ponto de vista de variáveis do problema. Nestes experimentos, a combustão, originada por centelha, pode ser realizada na mistura quiescente ou com diferentes níveis de turbulência inicial. Neste trabalho, analisam-se dois métodos alternativos de determinação da velocidade de queima, um método ótico e outro baseado na evolução temporal da pressão. A análise é baseada em modelos de propagação de chama em uma mistura compressível. Estes métodos são discutidos e as suas capacidades preditivas são comparadas. O método termodinâmico é então aplicado a dados disponíveis na literatura empregando dois algoritmos. Os resultados de cada algoritmo são analisados e recomendações são feitas com relação à sua utilização. Palavras Chave: Velocidade de queima, Combustíveis, Chamas Pré Misturadas, Reator de Volume Constante.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:57:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286259.pdf: 1259361 bytes, checksum: 966468f25e3000b6d56a8241bb6c9ee6 (MD5) / Compósitos e nanocompósitos poliméricos são materiais que agregam propriedades mecânicas e de barreira à permeabilidade de gases, diferenciadas de seus precursores polímeros. O Poliestireno de Alto Impacto (HIPS) é um termoplástico de poliestireno modificado através da adição de um elastômero. Essa fase borrachosa agrega propriedades mecânicas únicas à matriz e por esse motivo, o HIPS é considerado um commodity de grande utilização. Para várias aplicações, em particular transportes e materiais elétricos, existem regulamentações contra incêndios e regras para o uso de aditivos Retardantes de Chama, que aumentam a resistência de polímeros à ignição. Materiais responsáveis por conferirem essas propriedades, são incorporados a matriz polimérica utilizando diferentes rotas. No presente estudo, foram desenvolvidos compósitos e nanocompósitos poliméricos através da incorporação de filmes secos de argila em látex de poliestireno e retardantes de chama. Foram analisadas metodologias de incorporação, propriedades de flamabilidade, degradação térmica e propriedades mecânicas dos compósitos, bem como a morfologia através de microscopia eletrônica de transmissão para os nanocompósitos. A investigação preliminar através de teste de flamabilidade na vertical permitiu selecionar e caracterizar compósitos e nanocompósitos que apresentaram bom desempenho. As análises estruturais morfológicas dos nanocompósitos, comparadas com o HIPS, confirmaram a obtenção de estruturas intercaladas/esfoliadas na presença de diferentes teores de látex de poliestireno/argila e retardantes de chama. Análises térmicas constataram diminuição da taxa de liberação de calor apesar de alta liberação de fumaça, devido à combustão incompleta do material. Os ensaios mecânicos indicaram que a presença de argila torna os materiais menos resistentes à tração e ao impacto. Os compósitos produzidos apresentaram bons resultados a teores de retardantes de chamas significativamente menores do que os geralmente encontrados na literatura. As análises térmicas mostraram menores tempos de ignição com referencia ao HIPS puro e também menor taxa de liberação de calor. Apesar da baixa resistência ao impacto os compósitos apresentaram pouca variação quanto às propriedades do HIPS original, tais como tensão de tração e força de ruptura. / Composites and nanocomposites of polymers are materials that aggregate mechanical and barrier properties differently from their conventional polymer. High Impact Polystyrene (HIPS) is a polystyrene thermoplastic modified by the addiction of an elastomer. This rubber phase aggregates unique mechanical properties to the matrix and for this reason, HIPS is considered a widely used commodity. For many applications, particularly electrical materials and transports, there exist regulations against fires and rules for the use of fire retardant additives that improve resistance to ignition of polymers. Materials responsible for providing these properties are incorporated to the polymeric matrix by using different routes. In this study, polymeric composites and nanocomposites were developed through the incorporation of dry clay films in polystyrene latex and flame retardants. Incorporation methodologies were analyzed and its effect on flammability properties, thermal degradation and mechanical properties was verified. In addition, electronic transmission microscopy analyses were also performed. The preliminary investigation through vertical flammability test fallowed to select and characterize composites and nanocomposites that showed good performance. orphologycal analyses of the nanocomposites, compared to pure HIPS, confirmed the formation of intercalated/esfoliated estructures having different contents of clay/polystyrene latex and flame retardants. Thermal analysis showed the decrease of heat release rate, despite high smoke release, due to the incomplete combustion of the material. Mechanical tests proved that the clay content turns the materials less resistance to impact and tension. The produced composites showed good results with lower flame retardant contents than those reported in literature. Thermal analysis presented less time to ignition compared to pure HIPS and lower heat release rates. Despite the low resistance to impact, the composites showed few changes in relation to the original HIPS properties, such as tensile stress and rupture tension.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T07:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277910.pdf: 2491619 bytes, checksum: 256f983d246d93b596380b69070303fb (MD5) / A aditivação de retardantes de chamas em polímeros é fundamental para que se possa prevenir a formação de chamas em artigos plásticos proporcionando ao material propriedade para aplicações seletivas nos ramos automobilísticos, aeroespacial, construção civil entre outros. No presente trabalho, a aplicação de retardantes de chamas halogenados, oxido decabromodifenila (DBDPO), e não halogenados, trihidróxido de aluminio (ATH) e trióxido de antimônio (Sb2O3), em poliolefinas, polipropileno (PP) e polietileno (PE), foi investigada. O objetivo primordial do estudo foi investigar o efeito da adição de compostos retardantes de chama na flamabilidade e resistência mecânica das matrizes poliméricas. Os compostos poliméricos foram obtidos pelo processo de extrusão seguido da injeção para obtenção dos corpos de prova para ensaios. Para avaliar o efeito das cargas à resistência ao fogo foram usados os ensaios de caracterização térmica (DSC) e teste de queima vertical classificação UL 94. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaios de tração e flexão. Os resultados mostraram que algumas formulações não inflamaram e apresentaram classificação V-0 (UL94). Observou-se melhoras consideráveis na resistência ao fogo das matrizes aditivadas. Matrizes poliméricas aditivadas com concentrações superiores a 20% apresentaram severas perdas mecânicas de flexão e tração, com valores superiores a 30% quando comparados à poliolefinas puras. Os resultados alcançados sugerem que a utilização de ATH, DBDPO e Sb2O3 proporcionam efeitos sinérgicos quando incorporados as poliolefinas. O mesmo efeito foi observado quando usado Sb2O3 em conjunto com o DBDPO, que em concentrações inferiores a 10% m/m já possibilitou atingir classificação V-0 (UL94) com perdas mecânicas irrelevantes. / In this work the use of halogenated flame retardants, decabromodiphenyl oxide (DBDPO), and non halogenated flame retardants, aluminium trihydroxide (ATH) and antimony trioxide (Sb2O3), on polyolefin, polypropylene (PP) and polyethylene (PE) was investigated. The main objective of this study was to investigate the effect of the flame retardants on flammability and mechanical resistance of the polymeric matrix. The polymeric compounds were obtained through extrusion followed by injection to obtain the specimens. To observe the effect of the flame retardants on flame resistance, thermal characterization tests (DSC) and vertical burning tests (UL94) were performed. The mechanical properties were evaluated through flexural and tensile tests. The results showed that some formulations reached V-0 rated (UL94) classification and the flame resistance was considerably improved. Polymeric compounds with a concentration of flame retardants superior to 20% presented severe mechanical losses with values higher than 30% when compared to pure polyolefin. The results suggest that the usage of ATH, DBDPO and Sb2O3 present synergetic effect when incorporated to the polyolefin. The same effect was observed when using DBDPO and Sb2O3, that in concentrations lower than 10% reached V-0 rated (UL94) classification with irrelevant mechanical losses.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:37:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 301491.pdf: 1634114 bytes, checksum: 2c28279a21d3b53c728f59666511eee8 (MD5) / Compósitos e nanocompósitos poliméricos são materiais que agregam propriedades mecânicas e de barreira à permeação a gases superiores aos materiais poliméricos tradicionais. O polipropileno e polietileno são poliolefinas derivados da reação de polimerização do propeno e etileno. As poliolefinas tem um amplo campo de aplicação, em particular, o setor de embalagens, recipientes e componentes para o setor eletrônico, sendo em alguns setores de aplicação regulamentado por normas especificas como para o uso de aditivos que lhe confere propriedades anti-chamas. Agentes retardantes de chamas podem ser incorporados em matriz polimérica através de varias técnicas de incorporação ou rotas. No presente estudo, foram desenvolvidos compósitos e nanocompósitos através da técnica de incorporação do estado fundido (extrusão) com a incorporação de argilas e agentes retardantes de chamas. Foram analisadas metodologias de incorporação, propriedades de flamabilidade, degradação térmica e propriedades mecânicas dos compósitos, bem como a morfologia presente para os nanocompósitos. A investigação preliminar através do ensaio de UL-94 vertical permitiu obter resultados preliminares dos compósitos e nanocompósitos que apresentaram bom desempenho. As análises estruturais morfológicas dos nanocompósitos em relação ao polipropileno e polietileno confirmaram a obtenção de uma estrutura com um grau de intercalação com boa dispersão das lamelas de argila ao longo da matriz poliméricas e aditivadas com retardantes de chamas. Análises térmicas constaram a diminuição da taxa de calor liberado tempo de ignição e alta liberação de fumaça, devido à combustão incompleta do material. Os ensaios mecânicos de tração indicaram que a presença de argila ocasiona um aumento das propriedades mecânicas de tração (como força de ruptura, módulo) em comparação ao polímero virgem. Os compósitos obtidos apresentaram resultados satisfatórios de flamabilidade a teores de retardantes de chamas interessantes condizentes a literatura. As analises térmicas mostraram menores tempos de ignição em comparação ao polímero virgem e também menor taxa de calor liberado. Apesar das boas propriedades de flamabilidade, as propriedades mecânicas foram influenciadas negativamente com adição dos agentes retardantes de chamas, obtendo propriedades de tração inferiores em comparação ao polímero virgem. / Composites and polymer nanocomposites are materials that add mechanical properties and barrier to permeation by gases superior to traditional polymeric materials. The polyolefin are polypropylene and polyethylene derived from the polymerization of propylene and ethylene. Polyolefin have a wide range of applications, in particular, the packaging industry-packing's, containers and components for the electronics sector, and in some application sectors regulated by specific rules as to the use of additives that give it special properties anti - throwers. Flame retardants can be incorporated into the polymer matrix through the incorporation of various techniques or routes. In this study, composites and nanocomposites were developed using the technique of incorporation of the melt (extrusion) with the addition of clay and flame retardants. Methodologies were analyzed for incorporation, flammability properties, thermal degradation and mechanical properties of composites, as well as the morphology gift for the nanocomposites. The preliminary investigation by testing UL-94 vertical possible to obtain preliminary results of composites and nanocomposites that showed good performance. Structural analysis of morphological nanocomposites compared to polypropylene and polyethylene confirmed to obtain a structure with a degree of intercalation with good dispersion of clay lamellae along the polymeric matrix and doped with flame retardants. Thermal analysis consisted of the reduction rate of heat release ignition timing and high release of smoke due to incomplete combustion of the material. The tensile test indicated that the presence of clay leads to an increase in tensile mechanical properties (such as tensile strength, modulus) compared to virgin polymer. The composites obtained satisfactory results of the flammability levels before Retard-consistent flame interesting literature. The thermal analysis showed me minors ignition times compared to the virgin polymer and lower rate of heat released. Despite the good flammability properties, mechanical properties were negatively impacted witch the addition of flame retardants, getting traction properties lower compared to virgin polymer.