Orientador: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: José Roberto Delalibera Finzer / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: O comportamento reológico de suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foi avaliado usando um reômetro acoplado a um agitador, mais conhecido como reômetro de turbina. Foram analisadas suspensões formadas por soluções aquosas saturadas de sacarose a diferentes temperaturas (e, portanto, com diferentes concentrações de sacarose), às quais foram adicionadas diferentes frações de cristais de sacarose de tamanho conhecido. As frações de cristais de sacarose usadas na composição das suspensões foram separadas, através de peneiramento, a partir de três diferentes tipos de açúcares comerciais: açúcar granulado, refinado e de confeiteiro. As soluções aquosas saturadas de sacarose, consideradas como meio dispersante das suspensões, foram caracterizadas reologicamente utilizando-se um reômetro rotacional de cilindros concêntricos. Todas as soluções analisadas apresentaram comportamento Newtoniano nas faixas de concentração e temperatura avaliadas. Já as suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foram avaliadas reologicamente com o auxílio do reômetro de turbina, o qual foi montado na base do reômetro rotacional de cilindros concêntricos e cujo agitador foi acoplado ao eixo originalmente destinado ao cilindro interno. O agitador usado no equipamento foi do tipo âncora e teve suas constantes determinadas através de metodologia específica. As suspensões analisadas também apresentaram comportamento reológico do tipo Newtoniano. Os resultados obtidos foram utilizados para a obtenção de modelos relacionando a viscosidade das suspensões à fração das partículas cristalinas presentes no sistema, bem como às características reológicas do meio líquido. / Abstract: Rheological properties of suspensions of sucrose crystals in saturated sucrose aqueous solutions were investigated using a rheometer coupled to an agitator, also known as mixer-type rheometer. Suspensions formed by saturated solutions were analyzed at different temperatures (and, therefore, at different sucrose concentrations), and with different added fractions of sucrose crystals of known size. Three different types of commercial sugars (granulated, refined, and confectioner) were sieved in order to obtain fractions of sucrose crystals of different sizes. Saturated sucrose aqueous solutions, considered as a suspension dispersant mean, were rheologically characterized using a concentric cylinders rheometer. In the studied ranges of concentration and temperature, all analyzed solutions showed Newtonian behavior. The crystals suspensions in saturated sucrose aqueous solutions were rheologically evaluated by using the mixer-type rheometer, which was coupled to the concentric cylinders rheometer. The impeller was an anchor type agitator and had their constants determined by means of a specific methodology. The analyzed suspensions also showed Newtonian behavior. The experimental results were used to obtain mathematical models relating the suspensions viscosity to the dispersant liquid phase viscosity and to the volumetric fraction of crystals. / Mestre

Orientador: Mônica Pinto Barbosa / Banca: Edson Del Rio Vieira / Banca: Paulo Roberto do Lago Helene / Resumo: As propriedades reológicas do concreto no seu estado fresco são importantes principalmente no período em que o material é lançado nas fôrmas e podem ser determinadas em qualquer momento durante o período de indução da hidratação do cimento. Entretanto, o uso da reologia para estudar a taxa de fluidez ou trabalhabilidade do concreto não é muito comum. Geralmente, o abatimento de tronco de cone é o único parâmetro medido e, mesmo em laboratório, os estudos raramente fornecem informações adicionais sobre o comportamento ao escoamento desses materiais. O ensaio do tronco de cone modificado proposto de LARRARD permite avaliar a tensão crítica e a viscosidade plástica do concreto, de maneira simples e sem grandes custos, uma vez que reômetros de laboratórios são aparelhos sofisticados e relativamente com custos elevados. Este estudo avalia a tensão de escoamento e a viscosidade plástica obtida pelo teste de abatimento de tronco de cone modificado para dois tipos distintos de concreto, a saber: o concreto fresco convencional e o concreto de alto desempenho (CAD), elaborados com cimento CPV ARI-Plus. E também foi realizado correlações entre o ensaio de abatimento de tronco de cone modificado e o ensaio de reometria clássica. Os resultados obtidos mostraram-se bastante satisfatórios para o cálculo da tensão e da viscosidade dos concretos avaliados. / Abstract: The concrete rheological properties in fresh state are mainly important in the period that the material is thrown in the molds and it can be certain in any moment during the induction period of the cement hydration. However, the use of the rheology to study the fluidity rate or concrete workability is not very common. Usually, the slump is just an unique measured parameter and, even in laboratory, the studies rarely supply additional information about the flow behavior of those materials. The slump modified test proposed by LARRARD it allows to evaluate the critical tension and concrete plastic viscosity so simply and without significant costs, because rheometers of the laboratories are very sophisticated and relatively expensive apparels. This study evaluates the yield stress and the viscosity obtained by the slump modified test for two different types of concrete, like to: the conventional fresh concrete and the concrete of high acting (CAD), elaborated with cement CPV ARIPlus. And it was done to test the correlation between slump modified test and test classical rheometer. For the concretes of high performed starting from the specific line the addictive volume addition superplastificante was varied obtaining initial slumps that varied between 100mm and 260mm. The initial results obtained have proved very satisfactory in tension and viscosity calculus of the evaluated concretes. / Mestre

Nesta tese apresenta-se uma formulação mista estabilizada de elementos finitos, com interpolações contínuas para a velocidade e descontínuas para a pressão, para problemas de escoamentos incompressíveis de fluidos não-newtonianos predominantemente pseudoplásticos. Discutem-se as dificuldades de construção de aproximações enfrentadas pelas formulações clássicas bem como resultados numéricos são exibidos para elas. A nova formulação é apresentada e são feitas análises matemáticas de estabilidade e de estimativa de erro. Resultados numéricos são apresentados confirmando as análises matemáticas aqui desenvolvidas. Após uma discussão sobre aspectos da reologia do sangue, e propondo uma nova faixa de classificação, intermediária à macro e à microcirculação, a formulação é também aplicada a diversos modelos constitutivos tendo a pseudoplasticidade como efeito predominante no contexto da reologia sangüínea. / In this thesis, a stabilized mixed finite element formulation is presented, with continuous velocity and discontinuous pressure interpolations, for incompressible flow problems of pseudoplastic dominated non-Newtonian fluids. Difficulties in constructing approximations by classical formulations are discussed and numerical results are also presented for them. The new formulation is presented, mathematical analysis are done for stability and error estimates. Numerical results are presented confirming the mathematical analysis developed here. After discussing on some blood rheological aspects, and introducing a new classification range, intermediate to macro and microcirculation, this formulation is also applied to several constitutive models having pseudoplasticity as a dominated effect in the blood rheological context.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-12-02Bitstream added on 2014-06-13T18:50:59Z : No. of bitstreams: 1 leite_lob_me_ilha.pdf: 7876959 bytes, checksum: 679218273f75952f4df0237622251b57 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Rompimentos de Barreira são fenômenos caracterizados por um campo de escoamento inicialmente represado e submetido nos instantes subseqüentes a uma liberação abrupta. Diversos modelos matemáticos e leis de comportamento reológico podem ser associados a este problema e cada um deles deve ser estudado e compreendido de maneira a predizer, a partir de testes físicos e numéricos, sua adequação à descrição da evolução espaço-temporal de frentes resultantes deste fenômeno, tipo ruptura de barragem, retendo água , rejeitos ou materiais de reologia complexa. O desenvolvimento de técnicas analíticas possibilitou entender de maneira impar o desenvolvimento desses fenômenos, porém, a difícil obtenção de dados que alcançassem consonância com aqueles obtidos experimentalmente, demonstrava a fragilidade desse tipo de análise perante a descrição de sistemas dinâmicos complexos. Sendo assim, optou-se pela tentativa de recriar estes fenômenos a partir de técnicas que utilizassem a manipulação de equações governantes completas. Sistemas contínuos podem ser analisados através de aproximações discretas, resultando em valores realísticos, muito próximos aos obtidos experimentalmente, e a capacidade computacional atual, permite diminuir sensivelmente os erros envolvidos, aumentando cada vez mais a consistência física destes métodos. Neste trabalho utilizou-se o software comercial ANSYS-CFX para simular os fenômenos de ruptura de barreira, configurando a reologia de dois materiais, o Carbopol 940 representando um material de reologia complexa (Herschel-Bulkley) e o Glicerol (Newtoniano), esses dados foram então confrontados com os obtidos experimentalmente através de um modelo em escala reduzida. Campos de velocidade, pressão e evolução temporal das frentes foram analisadas, verificando-se valores com grande consonância entre numérico e experimental, mostrando uma grande consistência física dos métodos utilizados / The Dam Break problem is a phenomenon characterized by a flow field initially dammed and submitted in the subsequent moments of an abrupt release. Various mathematical models and laws of rheological behavior may be associated with this type of problem and each must be studied and understood in order to predict from physical and numerical tests the temporal evolution of their fronts resulting from this phenomenon, type Dan Break problems, retaining water or rheology complex materials. The development of analytical techniques enabled the understanding the development of these phenomena, however, the difficulty to obtain a reach agreement data with those obtained experimentally, showed the fragility of this type of analysis to the description of complex dynamic systems. But, it was decided by attempt of recreate these phenomena from techniques that use the manipulation of complete government equations. Continuous systems can be analyzed by discrete approximations, leading to realistic values, very close to those obtained experimentally, and current computational capacity, enables to reduce the errors involved significantly, increasing the consistency of these physical methods. This work used the commercial software ANSYSCFX to simulate the phenomena of breaking the barrier, setting the rheology of two materials, the Carbopol 940 representing a material of complex rheology (Herschel-Bulkley) and glycerol (Newtonian), these data were then compared with those obtained experimentally using a model in scale. Fields of velocity, pressure and temporal evolution of the fronts were analyzed. Found very similar values between numerical and experimental simulations, showing the physical consistency of the methods used

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-25Bitstream added on 2014-06-13T19:11:28Z : No. of bitstreams: 1 flauzino_rd_me_sjrp.pdf: 1058909 bytes, checksum: 58deb88c6bb574ed44bcb791303aa12b (MD5) / Neste trabalho estudou-se a influência da temperatura (275,4 a 359,8 K) e teor de gordura (10,2% a 30,6%) nos parâmetros reológicos do creme de leite, como também a influência da temperatura (278 a 343 K) nos parâmetros reológicos do leite condensado. A caracterização reológica foi realizada com o auxílio de um reômetro rotacional do tipo cone e placa, localizado no DEA/FZEA/USP, e de um reômetro rotacional do tipo cone e placa, localizado no DETA/UNESP. Os dados experimentais foram ajustados aos modelos de Ostwald-De Waele, Bingham e Herschel-Bulkley, para determinação dos parâmetros reológicos. Observou-se para o leite condensado, em toda faixa de temperatura de estudo (278 a 343 K), comportamento pseudoplástico, sem tensão inicial de escoamento, e neste caso os parâmetros reológicos foram ajustados de acordo com o modelo de Otswald-De-Waele. Para o creme de leite, observou-se comportamento viscoplástico (Binghamiano), na faixa de temperatura entre 275,4 e 306,4 K nas concentrações de 20,3 a 30,6%, sendo, neste caso, os parâmetros reológicos ajustados de acordo com o modelo de Bingham. Para a faixa de temperatura entre 275,4 e 359,8 K nas concentrações de 10,2 a 20,3%, observou-se comportamento Newtoniano, sendo, neste caso, os parâmetros reológicos ajustados de acordo com o modelo de Newton. Além disso, para temperaturas acima de 313K, em todas as concentrações, foi observado comportamento Newtoniano. Para os dois produtos, a influência da temperatura foi representada por uma função exponencial. Correlações simples foram utilizadas para analisar o efeito combinado da temperatura e da fração de gordura nos parâmetros reológicos do creme de leite. / The rheological behavior of milk cream with different fat contents (10,2% to 30,6%) was studied at a wide range of temperatures (275,4 to 359,8 K), as also the rheological behavior of sweetened condensed milk at a wide range of temperatures (278 to 343K). The rheological characterization was made using a cone and plate rotational rheometer, located at DEA/FZEA/USP, and a rheometer of the type cone and plate, located in DETA/UNESP. The experimental data have been adjusted to the Ostwald-De Waele, Bingham and Herschel-Bulkley models, to determine the rheological parameters. It was observed for sweetened condensed milk, in all the temperature bands, pseudoplastic behavior, without yield stress, and the rheological parameters have been adjusted the Otswald-De-Waele model. For milk cream, it was observed viscoplastic behavior (Binghamian), in the temperature bands between 275,4 and 306,4 K at fat contents of 20,3% to 30,6%. The rheological parameters have been adjusted to the Bingham model. For the temperature bands between 275,4 and 359,8 K at fat contents of 10,2% to 20,3%, it was observed Newtonian behavior, and therefore the rheological parameters have been adjusted to the Newton model. Besides, for temperatures above 313K, in all concentrations, it was observed Newtonian behavior. For the two products, the influence of the temperature was represented by an exponential function. Simple correlations were used to analyze the effect of the temperature and the fat fraction in the rheological parameters of the milk cream.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07540.pdf: 5595475 bytes, checksum: 832f00e3a259330c79b1d3676cd33214 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06791.pdf: 4413729 bytes, checksum: 001f9b2a27b3de771b28bba4bb80c4cd (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1676391 bytes, checksum: 8c1712b1a1b20bab712cd61fd62f5650 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The physical characteristics as particle size distribution, density, shape, specific surface area and surface roughness affects the rheological behavior of dispersions. The objective of this work is to study the influence of particle size variation of bentonite clay used as viscosifying agents in water based drilling fluids, the rheological and filtration properties. For both six bentonite clays from deposits in Boa Vista, PB, which were prepared for physical and mineralogical characterization were selected. Then, they were crushed and sieved into different sieve ABNT N° 80, 200 and 325 (180, 75 and 45 μm), being determined from the particle size distribution by laser diffraction their dispersions and then treatment performed with a solution of sodium carbonate (Na2CO3 ) determining the rheological and filtration properties of their aqueous dispersions. We also evaluated the influence of two different curing conditions on the transformations performed on the polycationic bentonite with sodium in their rheological properties. Clays had physical and mineralogical characteristics typical of bentonite clays. The variation of the openings of the sieves influenced, in general, only the accumulated mass below 2 μm who showed greater for sieve clays in the opening 45 μm and all size analysis showed monomodal distribution. It was observed that, in general, the decrease in average particle diameter and increase in cumulative weight below 2 μm, VA is decreased. It was not possible to generalize the influence given by the size of the particles in the VP and VF. The curing time longer possible to clays which had accumulated mass lower than 2 μm (clay) higher to obtain dispersions with thixotropic characteristics and higher and lower values of VA and VP. It was not possible to generalize the influence of curing time in VF. The fine particles of bentonite have great tendency to form agglomerates hindering the analysis of the actual particle size and its relation to the rheological properties. / As características físicas das partículas como distribuição granulométrica, densidade, formato, área superficial específica e rugosidade superficial afetam o comportamento reológico de dispersões. O objetivo deste trabalho é estudar a influência da variação granulométrica de argilas bentoníticas utilizadas como agentes viscosificantes em fluidos de perfuração base água, nas propriedades reológicas e de filtração. Para tanto, foram selecionadas seis argilas bentoníticas provenientes de jazidas do município de Boa Vista, PB, que foram preparadas para caracterização física e mineralógica. Em seguida foram moídas e peneiradas em diferentes peneiras ABNT n° 80, 200 e 325 (180, 75 e 45 μm), sendo determinadas as distribuições granulométricas de suas dispersões por difração laser e posteriormente realizado o tratamento com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) determinando-se as propriedades reológicas e de filtração de suas dispersões aquosas. Também foi verificada a influência de duas diferentes condições de cura realizadas nas transformações das bentonitas policatiônicas em sódicas em suas propriedades reológicas. As argilas apresentaram características físicas e mineralógicas típicas de argilas bentoníticas. A variação das aberturas das peneiras influenciou, em geral, apenas na massa acumulada abaixo de 2 μm que se apresentou maior para as argilas peneiradas na abertura de 45 μm e todas as análises granulométricas apresentaram distribuição monomodal. Observou-se que, em geral, com a diminuição no diâmetro médio das partículas e aumento na massa acumulada abaixo de 2 μm, ocorre diminuição na VA. Não foi possível generalizar a influência apresentada pelo tamanho de partículas na VP e no VF. O tempo de cura maior possibilita, para as argilas que apresentaram massas acumuladas abaixo de 2 μm (fração argila) mais elevadas, a obtenção de dispersões com características tixotrópicas e com maiores VA e menores valores de VP. Não foi possível generalizar a influência do tempo de cura no VF. As partículas finas de bentonitas apresentam grande tendência em formar aglomerados dificultando a análise do real tamanho de partículas e sua relação com as propriedades reológicas.

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2164475 bytes, checksum: c87e989f1dfdf49c3e5db2c823c4ac8a (MD5) Previous issue date: 2013-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Bentonite clays may be defined as a clay consisting predominantly of the smectite group clay minerals, particularly montmorillonite. There is naturally organophilic bentonite clays, these can be modified by specific treatments with surfactants (ionic or nonionic), passing to its hydrophobic nature hidofílica. Organophilic clays are widely used in drilling fluids non-aqueous, these fluids are mixtures of different components used in a well bore. One of the basic characteristics of drilling fluids is to minimize physical and chemical changes of the formations to be drilled. Recent studies have demonstrated the influence of clay, and presence of a dispersant surfactant rheology of the fluids. In this study we verified the influence of clay and surfactant in the production of organoclays using a route alcoholic and was therefore analyzed the rheology of non-aqueous fluids. Therefore, we performed the characterization of samples of clays; through thermogravimetric analysis, X-ray Diffraction, Differential Thermal Analysis and Particle Size Analysis for the organoclays were characterized by XRD and X-ray fluorescence were eventually produced in non-aqueous fluids according to Petrobras to perform normalization of rheological tests. The results indicated that the influence of the ratio clay / surfactant and the route alcoholic on the rheology of non-aqueous drilling fluids. / Argilas bentoníticas podem ser definidas como sendo uma argila constituída essencialmente de argilominerais do grupo das esmectitas, especialmente a montmorilonita. Não sendo as argilas bentoníticas naturalmente organofílicas, estas podem ser modificadas através de tratamentos específicos com tensoativos(iônicos ou não-iônicos), passando sua natureza de hidofílica para hidrofóbica. As argilas organofilicas são amplamente utilizadas em fluidos de perfuração não-aquosos, estes fluidos são misturas de diferentes componentes utilizados em uma perfuração de poço. Uma das características básicas dos fluidos de perfuração é minimizar alterações físicas e químicas das formações a serem perfuradas. Estudos recentes demonstraram a influência do tipo de argila, tensoativo e presença de defloculante na reologia dos fluidos. Neste trabalho verificamos a influência do teor de argila e tensoativo na produção de argilas organofilicas, utilizando uma rota alcoólica e conseqüentemente foi analisado a reologia dos fluidos não aquoso. Para tanto, realizamos a caracterização das amostras de argilas; através de Análise Termogravimétrica, Difração de Raios X, Análise Térmica Diferencial e Análise Granulométrica, para as argilas organofílicas caracterizaram-se por DRX e Fluorescência de raios X por fim foram produzidos fluidos não aquosos de acordo com normatização da Petrobras para realização dos ensaios reológicos. Os resultados evidenciaram que existe influência da razão argila/tensoativo e da rota alcoólica na reologia dos fluidos de perfuração não aquosa.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T19:42:12Z No. of bitstreams: 1 NATALIENE SILVA DOS SANTOS – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 3369460 bytes, checksum: 55e25ae78a7f381a464201d8fb1317c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T19:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NATALIENE SILVA DOS SANTOS – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 3369460 bytes, checksum: 55e25ae78a7f381a464201d8fb1317c0 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / O estudo e o desenvolvimento de materiais para pavimentação tem crescido bastante motivados pelos diversos problemas que os pavimentos têm enfrentado. No entanto, a dependência por combustíveis fósseis, com a utilização de polímeros sintéticos por exemplo, é preocupante, principalmente pelo impacto ambiental resultante de tal utilização. Sendo assim, alternativas baseadas em recursos renováveis e ainda reaproveitados de processos industriais vem ganhado espaço, como a lignina, que é um polímero natural, subproduto da indústria de papel e celulose, e que já demostrou grande potencial em algumas pesquisas a partir de sua associação com o ligante asfáltico, principalmente por apresentar propriedades antioxidantes. Assim, esta pesquisa teve como objetivo a verificação do efeito da adição de lignina nos teores de 3%, 6% e 9% nas propriedades reológicas do ligante asfáltico CAP 50/70. Foram realizados ensaios convencionais de penetração, ponto de amolecimento e recuperação elástica, assim como ensaios especiais como viscosidade rotacional e os realizados no DSR, para a determinação dos parâmetros do grau de desempenho e do teste MSCR, todos antes e após o envelhecimento a curto prazo (RTFO), além do ensaio químico FTIR. Observou-se que os ligantes modificados por adição de lignina se apresentaram mais resistentes à variação de temperatura, à deformação permanente, mas principalmente ao envelhecimento, mostrando a atuação desse material como antioxidante, especialmente para o teor de 9%, embora os demais teores também tenham apresentado desempenho superior ao ligante puro, comprovando que a utilização da lignina, de um modo geral, se mostrou viável reológica e ambientalmente ao ser associada ao ligante convencional. / The study and development of paving materials has been highly motivated by the many problems that pavements have faced. However, dependence on fossil fuels, with the use of synthetic polymers for example, is of concern, mainly because of the environmental impact resulting from such use. Thus, alternatives based on renewable and still reused resources of industrial processes are gaining ground, such as lignin, which is a natural polymer, a byproduct of the pulp and paper industry, and which has already shown great potential in some research from its association with the asphaltic binder, mainly due to its antioxidant properties. Thus, this research had the objective of verifying the effect of the addition of lignin in the contents of 3%, 6% and 9% in the rheological properties of the asphalt binder CAP 50/70. Conventional penetration, softening point and elastic recovery tests were performed, as well as special tests such as rotational viscosity and those performed in the DSR, to determine the parameters of the performance level and the MSCR test, all before and after the short term aging (RTFO), in addition to the chemical FTIR assay. It was observed that the binders modified by addition of lignin showed to be more resistant to temperature variation, to permanent deformation, but mainly to aging, showing the performance of this material as an antioxidant, especially for the 9% content, although the other contents also have shown superior performance to the pure binder, demonstrating that the use of lignin in general has proved to be viable both rheologically and environmentally when it is associated with the conventional binder.