Esta pesquisa buscou retomar o conceito geográfico de rugosidade proposto por Milton Santos, de modo a torná-lo coerente com as dinâmicas desta contemporaneidade, para se compreender a partir da análise do uso do território cearense, como as rugosidades do espaço geográfico exibem os objetos passíveis de preservação, haja vista ampliarem o conhecimento e significado de memória e patrimônio, usualmente propostos pelos historiadores, arquitetos e urbanistas. A tese tem como objeto de estudo os sítios urbanos das cidades de Sobral, Viçosa do Ceará, Aracati e Icó, tombados como Patrimônios Históricos. Fez-se necessário conhecer a totalidade do território e considerar a relação entre três elementos indispensáveis que são os instrumentais teórico, empírico e técnico, e sua indissociabilidade. Desse modo, chegou-se a uma interpretação da essência do processo socioespacial, visto como remanescente, perpétuo e dinâmico, resultado concreto e ativo das relações entre sujeitos e objetos, as rugosidades fundamentam as ações das práticas políticas e sociais. Espera-se que esta pesquisa possa proporcionar um debate com outras disciplinas, especialmente aquelas que dialogam com os estudos sobre patrimônio, memória e preservação, a partir das concepções apresentadas para compreensão da rugosidade como fundamento para entender o uso do território no tempo presente. / This research aim at retaking the geographic concept of roughness proposed by Milton Santos, in order to make it coherent with the contemporaneity dynamics, with the purpose of understanding, from the analysis of the territory use from Ceará State, the way how the roughnesses of the geographic space exhibit the objects susceptible of preservation, once they expand the knowledge and meaning of memory and heritage, usually proposed by historians, architects and urban planners. The thesis aims at studying the urban sites of the following cities: Sobral, Viçosa do Ceará, Aracati and Icó, inscribed on the Historical Heritage List. It was necessary to know the totality of the territory and to consider the relation between three indispensable elements that are the theoretical, empirical and technical tools, and their inseparability. In this way, an interpretation of the essence of the socio-spatial process, seen as remnant, perpetual and dynamic, concrete and active result of the relations between subjects and objects, the roughnesses underlie the actions of the political and social practices. It is expected that that this research may provide a debate with other disciplines, especially those that dialogue with the studies on heritage, memory and preservation, from the conceptions presented in order to understand the roughness as a basis for comprehending the use of the territory in the present time.

O desdobramento de blocos de granitos, em teares multilâminas, é uma das mais complexas operações da indústria da pedra. A qualidade das superfícies das chapas obtidas no processo de serragem (rugosidade) determina o tempo e os insumos gastos nas operações posteriores de polimento, implicando diretamente no custo final. Embora o Brasil seja um dos maiores produtores mundiais de granitos ornamentais (quatro milhões de 'M POT.2'/mês de placas), surpreendentemente, não se têm na literatura científica trabalhos que dão o devido destaque às propriedades intrínsecas dos granitos no processo de serragem. A presente pesquisa tem como objetivo principal correlacionar parâmetros petrográficos com as características físicas e mecânicas de granitos, dando ênfase ao estudo da influência da mineralogia e da anisotropia textural/estrutural, com vistas à melhor orientação desta etapa industrial. Foram escolhidos tipos de granito consagrados comercialmente e acompanhados os desdobramentos de blocos para medidas diretas da rugosidade das superfícies serradas com o auxílio de um equipamento especialmente construído para esta finalidade. Os resultados mostraram que os aspectos texturais (granulação, arranjo, imbricação, grau de microfissuramento) e de alteração dos minerais são os responsáveis pelas diferenças na rugosidade das chapas e na velocidade de processamento / The sawing of granites blocks using multiblade gangsaws is one of the most complex operations in the stone processing industry. The slab surface quality (roughness) obtained after the sawing process determines the time and the inputs required in subsequent polishing operations and thus has a direct implication on the final product cost. Although Brazil is one of the largest world producers of ornamental granites (four million 'M POT.2'/month of slabs), it is surprising to note that there are very little or no scientific literature works available that address major aspects of the intrinsic properties of granites and their role during the sawing process. The present research has the major objective of correlating petrographic parameters with physical and mechanical characteristics of granites with a major emphasis on the role played by mineralogy and textural/structural anisotropy focusing mainly on how to obtain the best orientation during this industrial stage. The samples used are the most widely used granite of high commercial value in Brazil. The sawing process was monitored and subsequent direct measures of the roughness of the sawed surfaces carried out using an equipment specially built for this purpose. The results obtained show that textural (granulation, arrangement, imbrication, degree of microcracking) and alteration aspects of the minerals are responsible for the observed differences in slab roughness and processing speed

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_SilviadoNascimento_D.pdf: 7768437 bytes, checksum: 66742bf3f167d6f7c0f9f06567fb171a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nas ferramentas de corte de metal duro não somente o estado de tensão residual do revestimento e do substrato é de importância, mas a topografia da superfície do substrato também influencia significativamente no desempenho da ferramenta durante o processo de usinagem. Uma ferramenta com boas propriedades de substrato e revestimento, mas com uma topografia favorável à aceleração de desgaste pode ter seu desempenho severamente prejudicado. Neste trabalho, brocas de metal duro revestidas pelo processo PVD foram produzidas com diferentes texturas de substrato e a adesão entre o revestimento e o substrato foi analisada. As análises foram baseadas nos ensaios de indentação Rockwell C, de riscamento, de tensão residual na interface, na medição de rugosidade, nos esforços de corte e nos desgastes das ferramentas durante o processo de usinagem. Os revestimentos estudados foram os comerciais BalinitÒ Futura (TiAlN) e Balinit® Helica (TiAlCrSiN). Os experimentos de vida da ferramenta foram realizados utilizando teste de furação com fluido de corte no aço forjado AISI 1548 que é frequentemente utilizado na produção de virabrequim. Os resultados mostraram que os substratos com superfícies mais rugosas apresentaram boas propriedades de adesão, mas alcançaram as menores vidas durante o processo de usinagem. Apesar do revestimento Futura possuir boa resistência ao riscamento quando comparado ao revestimento Helica, as brocas revestidas por Futura não obtiveram desempenho melhor que as revestidas por Helica. Um dos motivos seria a formação de óxidos mais protetores e aderentes que podem ser formados na superfície desgastada das ferramentas revestidas por Helica, devido à composição química da ferramenta. Este fato influenciou na variação dos esforços de corte que foi maior no revestimento Futura. O principal mecanismo de desgaste em todas as brocas foi o "attrition". A principal conclusão do trabalho foi que o substrato com menor rugosidade superficial, maior tensão compressiva e revestido com Helica é o que ofereceu maior desempenho nas condições estudadas nesta tese / Abstract: In the carbide cutting tools not only the residual stress state of the coating and substrate is important, but the substrate surface topography also significantly influences in the tool performance during machining. A tool with good coating and substrate properties but with unsuitable topography may accelerate wear and, consequently have its performance impaired. In this work cemented carbide drills coated using PVD process were produced with different substrate textures and the adhesion between the coating and the substrate was examined. The analyzes were based on the Rockwell C indentation test, the scratch test, residual stress at the interface, surface roughness, cutting forces and tool wear during the machining process. The commercial Balinit Futura (TiAlN) and Balinit Helica (TiAlCrSiN) were the studied coatings. The tool life experiments were carried out using drilling tests with a cutting fluid in the forged AISI 1548 steel which is often utilized in crankshaft manufacturing. The results showed that the surfaces with highest roughness exhibited good adhesion properties, but presented the lowest tool life in the machining process. Although Futura coating possess good scratching strength compared to Helica coating the Futura coated drills did not present better performance in terms of tool life than the Helica coated drills. One reason could be the formation of protective and more adherent oxides that can be formed on the worn Helica coated surfaces, due to the tool chemical composition. This fact influenced in the variation of cutting forces which was higher in Futura coating. The main wear mechanism was attrition in all the drills. The main conclusion of this work was that the substrate with the lowest roughness, the highest compressive residual stress and Helica coated was the one that reached the best performance in conditions tested in this thesis / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientadores: Rafael Leonardo Xediek Consani, Janaína de Cássia Orlandi Sardi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ManoelaCapladeVasconcellosdosSantosda_D.pdf: 1387678 bytes, checksum: 17ea18ac10fef54c8580345c3bba0454 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho avaliou o efeito do número de ciclos de desinfecção por energia de micro-ondas na dureza Knoop, rugosidade e brilho de resinas termopolimerizadas para prótese total. Foram confeccionados 20 corpos-de-prova de cada material medindo 20 mm de diâmetro por 2 mm de altura, os quais foram distribuídos em 6 grupos de acordo com as resinas: QC-20, Onda Cryl, Clássico, Vipi Cril, Vipi Wave e Vipi Caracterizada. Todos os corpos-de-prova foram submetidos aos ensaios de rugosidade, dureza e brilho antes (controle, dia 0) e em cada ciclo de desinfecção (7, 14, 21 e 28 dias). Os corpos-de-prova foram polimerizados de acordo com as recomendações dos fabricantes, desincluídos e o acabamento realizado com pedra abrasiva para resina, lixas de carbeto de silício e pastas para polimento. A desinfecção por micro-ondas foi realizada a 650 W por 3 minutos, uma vez por dia durante 28 dias. Entre as desinfecções, as amostras permaneceram imersas em água e armazenadas em estufa a 37°C. Nos ensaios de rugosidade e dureza Knoop foram realizadas três mensurações na superfície de cada corpo-de-prova, sendo registrada a média das leituras. Os valores de brilho foram mensurados com medidor de brilho e para cada corpo-de-prova foram realizadas quatro mensurações, uma em cada quadrante, com feixe de luz incidindo em 60 graus. Os valores obtidos foram submetidos à ANOVA dois fatores para medidas repetidas, e teste de Tukey (5%). Os resultados mostraram que a resina Clássico apresentou o maior e a Vipi Wave o menor valor de rugosidade. Quando se avaliou a dureza, a resina Onda Cryl apresentou os maiores valores nos ciclos de 14 e 21 dias e não houve diferença estatística nos valores de dureza Knoop entre as demais resinas. A resina QC-20 apresentou os maiores valores de brilho, sendo maiores no controle (dia 0) e nos ciclos de 7 e 14 dias, os quais foram diferentes estatisticamente dos ciclos de 21 e 28 dias. Concluiu-se que houve influência da desinfecção por micro-ondas na rugosidade e dureza de todas as resinas, independente do número de ciclos. Com exceção da Clássico, as demais resinas mostraram valores de brilho com diferença estatisticamente significativa entre controle e ciclos de desinfecção / Abstract: This study evaluated the effect of repeated disinfection by microwave irradiation on hardness, surface roughness and gloss of denture base acrylic resins. Twenty samples were prepared for each material measuring 20 mm in diameter and 2 mm in height, which were divided into six groups according to the resins: QC-20, Wave Cryl, Classico, Vipi Cril, Vipi Wave and Vipi Characterized. All samples were tested for roughness, hardness and gloss analysis before and after disinfection cycles. Samples were polymerized according to the manufacturers' recommendations, deflasked and finished with abrasive stones, silicon carbide abrasives and polishing slurry. Disinfection by microwave irradiation was made at 650 W for 3 minutes, one time by day during 28 days. Between disinfection cycles the samples were stored in an incubator at 37°C. Three roughness measurements were made on the polished surface and the average was recorded as the roughness value (Ra, mm) for each sample. Hardness was recorded with three Knoop penetrations with a load of 50 kgf for 10 seconds. Three readings of each sample were used to obtain arithmetic mean for each analysis. The gloss values were measured with glossmeter. Four measurements were performed in each sample, one in each quadrant focusing the light beam at 60 degrees. The readings were recorded as the value of unit gloss (Gloss Unit - GU) and the data were recorded in the software. The values obtained were subjected to two-way ANOVA for repeated measures and Tukey's test (5%). The results showed that Classico had the highest value and Vipi Wave the lowest for surface roughness. Onda Cryl showed the highest values for hardness at 14- and 21-day cycles and there was no statistical difference among other resins. For gloss, QC-20 resin showed the highest values being higher at control and 7- and 14-day cycles, statistically different from 21- and 28-day cycles. It was concluded that there was influence of microwave irradiation in the roughness and hardness for all resins, regardless the number of cycles. Whit exception of Classico, there was statistically significant difference in gloss for all acrylic resins / Doutorado / Protese Dental / Mestre em Clínica Odontológica

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_Valmir_M.pdf: 7181215 bytes, checksum: 11cf9a0b0b615a822328f0eecf19522e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A busca pela competitividade industrial tem sido a tônica dos últimos tempos. Uma das formas de se atingir alto nível nesse quesito é a diminuição dos custos de fabricação. A usinagem é um dos processos de fabricação mais importantes quando se necessita de tolerâncias mais precisas. Dentro da usinagem, um dos processos que apresentam maior custo é a retificação. As retificadoras são máquinas mais caras e menos flexíveis, com baixas taxas de remoção de cavaco. Além disso, esse processo demanda abundância de fluido de corte, que atualmente, apresenta alto custo, principalmente de descarte. Nos últimos tempos os processos de torneamento, principalmente suas ferramentas de corte, desenvolveram-se muito, possibilitando a obtenção de valores muito baixos de rugosidade e tolerâncias tanto dimensionais quanto geométricas. Assim, a retificação tem sido substituída, sempre que possível, pelo torneamento. Neste trabalho foi feita uma tentativa de substituição do processo de retificação de alguns diâmetros do eixo comando, pelo processo de torneamento. Para isso, foram feitas diversas melhorias no processo de torneamento utilizado atualmente. Dentre essas melhorias, pode-se mencionar o sistema de fixação da peça, a utilização de uma luneta, o sistema de fixação da ferramenta. Após essas melhorias, diferentes condições de corte e materiais de ferramentas foram testados visando atingir-se as especificações de produto. Os resultados obtidos permitiram a eliminação da retificação de dois diâmetros dentre os cinco estudados. Para os demais, é possível eliminar-se a retificação desde que a engenharia de produto altere a especificação de rugosidade. Porém, a substituição dos dois diâmetros já implicou numa redução substancial de custos / Abstract: The search for industrial competitiveness has been the tonic lately. One mean of achieving high level in this item is a manufacturing cost reduces. Machining is one of the most important manufacturing processes when more precise tolerances are a must. Among the machining processes, grinding is one that presents higher costs. The grinding machines are more expensive and less flexible than others, besides they present low chip removal rate. Moreover, this process demands high amounts of cutting fluid, representing high costs nowadays, mainly to discard the fluid. Lately the turning processes, especially its cutting tools, has presented a deeply development, turning it possible the achieving of very low values for surface roughness and tight dimensional and geometrical tolerances. Therefore, the grinding process has been replaced, whenever it is possible, by turning processes. In this work, it was done an attempt of replacing the grinding of some diameters of the camshaft, by the turning process. To do this, some improvements in the used turning process were done. Among these improvements it can be mentioned the workpiece device fixturing, the introduction of a steady rest and the cutting tool holder. After these improvements, different cutting conditions and cutting tool materials was tested aiming to achieve the product specifications. The attained results allowed the grinding process elimination for two diameters among five studied. To the other ones, it is possible to eliminate the grinding operations since the product engineering change the surface roughness specification. The replacement to the two diameters has already implicated in a substantial cost reduction / Mestrado / Manufatura / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magri_MarioLopes_M.pdf: 19076478 bytes, checksum: 62f43033b77432b5019d5a220f449830 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Vários produtos da indústria metalúrgica mundial são produzidos em regime de produção seriada, que utilizam matrizes em suas operações. Essas matrizes, por sua vez, contêm o perfil negativo do produto e, obviamente, é de interesse econômico que sua vida útil seja a maior possível. Porém, esta vida depende do ambiente ao qual o processo está inserido. No caso do forjamento a quente, que normalmente proporciona um ambiente excessivamente agressivo, as matrizes estão expostas a vários mecanismos de desgaste, como a abrasão, a adesão e a deformação plástica. Uma das variáveis do processo que torna o ambiente agressivo é a faixa de temperatura empregada no aquecimento dos tarugos, entre 900 a 1250°C. Deste modo, durante o tempo de contato, a superfície da matriz pode atingir temperaturas próximas ou mesmo superiores à utilizada para o revenimento do aço-ferramenta empregado na construção das matrizes. Na sequência do processo, após o contato da matriz com o tarugo aquecido ocorre o resfriamento da matriz, gerando um ciclo térmico prejudicial que reduz a dureza das matrizes e, conseqüentemente, a sua vida. Portanto, é de grande interesse conhecer profundamente o processo, bem como as variáveis fundamentais que podem influenciar sua vida. Uma destas variáveis é a topografia da superfície, ou seja, seu perfil de rugosidade. O estudo desta variável é o principal tema deste trabalho. Geralmente se associa a região da matriz ao mecanismo de desgaste característico, e o desgaste abrasivo é o mais agressivo dentre todos. Esse tipo de desgaste ocorre principalmente na região do patamar de rebarbas e, quando atinge certos níveis, compromete a geometria do produto, determinando o fim de vida das matrizes. Por este motivo, essa região foi a escolhida para o estudo dos efeitos da topografia na vida da matriz. Foram desenvolvidas quatro topografias diferentes nesta região, produzidas por fresamento de topo esférico, conforme a metodologia conhecida como "High Speed Machining (HSM)". Manteve-se a velocidade de corte igual para todas as topografias, pois estas foram obtidas apenas pela variação dos parâmetros fz e ae. Destas quatro topografias, duas são formadas por micro cavidades e duas são formadas por sulcos direcionais no sentido do avanço. O melhor desempenho tribológico foi alcançado pela topografia com geometria de micro-cavidades, formadas pela utilização dos maiores valores dos parâmetros fz e ae. Além do melhor desempenho tribológico verificado por esta topografia, esta superfície apresentou o menor tempo consumido na sua produção / Abstract: Several products from the worldwide metallurgical industry are produced in mass production system, which use forming dies in their operation. These dies, in turn, contains the negative profile of the product and, obviously, it is of economic interest keep their service life as long as possible. However, the life depends on the process environment in which dies are operating. In hot forging, which usually provides an overly aggressive environment, the dies are exposed to several wear mechanisms as abrasion, adhesion and plastic deformation. A process variable that contributes to the aggressive environment is the temperature range used in the heating of the billets, between 900 to 1250°C. Thus, during the contact time the die surface can reach temperatures close or even higher to the usual tempering temperature of the tool steel applied in the die construction. Following the process, after the contact between die and hot billet, the die cooling occurs what generates a harmful thermal cycle that reduces the die hardness and, consequently, the service life. Therefore, the entire knowledge of the process is desirable, as well as their key variables that can influence the die life. One of these variables is the surface topography, i.e., its roughness profile. The study of this variable is the main subject of this work. Usually, abrasive wear is the most aggressive among all mechanisms of wear. This kind of wear occurs mainly in the flash land, and when this wear reaches a level that compromises the product geometry, determines the die rejection. For this reason, this region was chosen for the study of the effects of surface topography in die service life. Four different topographies were developed on this region, produced by ball end milling in according to a methodology known as High Speed Machining (HSM). All topographies were made under the same cutting speed and they were obtained only by varying the fz and ae parameters. In these four topographies, two were formed by micro-cavities and two by grooves along the tool feed direction. The best tribological performance was achieved by micro-cavities topography, formed by the highest values for fz and ae parameters. In addition to the better tribological performance observed in this topography, its roughness profile presented the shortest time consumed in its production / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_MarceloMendesde_M.pdf: 3795090 bytes, checksum: a76ee2a93e8e7595881459d7a6d71b50 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Normalmente, a utilização de aços ferramenta endurecidos, juntamente com as formas complexas típicas das peças utilizadas na área de moldes e matrizes, oferecem dificuldade na usinagem por fresamento, principalmente nas operações de acabamento que exijam o uso de ferramentas longas. A técnica de fresamento HSM (High Speed Machining - usinagem em altas velocidades, ou ainda High Speed Milling - fresamento em altas velocidades) tem se tornado uma alternativa para realizar este tipo de usinagem, reduzindo, ou às vezes até eliminando operações de eletro-erosão e polimento. Tipicamente, as fresas de pastilhas de metal duro intercambiáveis tem sido usadas em operações de desbaste e semi-acabamento, enquanto nas operações de acabamento ou em usinagem de geometrias que exijam ferramentas com pequenos diâmetros ainda predomina o uso de fresas inteiriças. O objetivo principal deste estudo é avaliar a influência de cinco variáveis de processo de fresamento com alta velocidade de corte, sobre o acabamento da superfície usinada. A influência do desgaste das ferramentas sobre o acabamento superficial, ao longo de 400 minutos de usinagem, também foi avaliado, além de uma comparação entre ferramentas inteiriças de metal duro e ferramentas de pastilha intercambiável montada em corpo de metal duro, a fim de avaliar a viabilidade técnica do uso deste segundo tipo de ferramenta, em substituição às tradicionais fresas inteiriças utilizadas em operações de acabamento. Na maioria dos experimentos realizados, pequenos valores de rugosidade foram mantidos, demonstrando que operações de acabamento em aço ABNT H13 IM com dureza de 50 HRC é possível com vida longa de ferramenta, mesmo utilizando-se valor de 500 m/min para velocidade de corte. Além disto, a análise da influência das variáveis de processo utilizadas neste trabalho mostrou que é possível, sob algumas condições, utilizar tanto ferramentas inteiriças, quanto de pastilha intercambiável montada em corpo de metal duro em operações de acabamento / Abstract: Typically, the use of hardened tool steels, along with complex shapes typical of the parts used in the field of molds and dies, offer difficulty in machining by milling, mainly in finishing operations that demand the use of long tool. The HSM (High Speed Machining or High Speed Milling) has become a possible alternative for making this type of machining, reducing, or sometimes eliminating electric discharge machining and polishing operations. Usually, indexable carbide insert mills has been used for roughing and semi-finishing, while in finishing operations or when the machining geometries that require tools with small diameters the integral tools are used yet. The main objective of this study is to evaluate the influence of five process variables, with high cutting speed, on the finish of the machined surface. The influence of tool wear on surface finish through 400 minutes of milling was also evaluated, as well as a comparison between integral carbide mills and indexable insert mounted at cemented carbide toolholder endmills, in order to evaluate the technical feasibility of using this second type of tool, replacing the traditional integral carbide endmills used in finishing operations. In most experiments, small roughness values were maintained, showing that finishing operations on AISI H13 IM with a hardness of 50 HRC is possible with long tool life, even using the cutting speed of 500 m/min. Furthermore, the analysis of the influence of process variables used in this study showed that is possible, under some conditions, the use either integral carbide tools, or indexable insert mounted at cemented carbide toolholder endmills on finishing operations / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

O objetivo do presente trabalho é a aplicação da teoria fractal na quantificação de perfis de rugosidade de juntas rochosas. Para esta quantificação digitalizaram-se perfis de rugosidade encontrados na literatura e posteriormente determinou-se a dimensão fractal de cada perfil utilizando três métodos. Dentre estes, estabeleceu-se que o método modificado do divisor é o mais adequado para determinar a dimensão fractal. Verificou-se também a importância do parâmetro de intersecção, que também pode quantificar o perfil de rugosidade. De uma análise comparativa se estabeleceu que o parâmetro de intersecção quantifica melhor o perfil que a dimensão fractal. Para uso prático, este parâmetro foi adimensionalizado e o novo parâmetro foi denominado como peso fractal. Este último junto com a dimensão fractal quantificam melhor o perfil de rugosidade. Avaliou-se também o comportamento da dimensão fractal, parâmetro de intersecção e peso fractal no efeito escala da rugosidade. Estes têm uma dependência do comprimento do perfil. / The purpose of the present work is the application of the fractal theory to the quantification of rock joint roughness. Rock joint roughness profiles available in the literature were digitized in order to allow quantitative analysis. The fractal dimension was determined for each profile using three different methods. Among those methods, it was found that the modified divider method is the most adequate. The importance of the intercept parameter was also found for the fractal dimension determination and roughness quantification. Based on a comparative analysis, the intercept parameter was found to be better for roughness quantification than the fractal dimension. For practical purposes, a dimensionless form of the intercept parameter was established. The new parameter was called the fractal weight. The joint use of both fractal dimension and fractal weight was found to be the most effective way to quantify rock joint roughness profiles. The influence of the three mentioned parameters on joint strength scale effect was also analyzed.

The effect of surface modification and high intensity electric field (uniform and non – uniform) acting separately or in combination on pool boiling of R-123 is presented in this thesis. The effect of surface modification was investigated on saturated pool boiling of R-123 for five horizontal copper surfaces modified by different treatments, namely: an emery polished surface, a fine sandblasted surface, a rough sandblasted surface, an electron beam (EB) enhanced surface and a sintered surface. Each 40 mm diameter heating surface formed the upper face of an oxygen-free copper block, electrically heated by embedded cartridge heaters. The experiments were performed from the convective heat transfer regime to the critical heat flux, with both increasing and decreasing heat flux, at 1.01 bar, and additionally at 2 bar and 4 bar for the emery polished surface. Significant enhancement of heat transfer with increasing surface modification was demonstrated, particularly for the EB enhanced and sintered surfaces. The emery polished and sandblasted surface results are compared with nucleate boiling correlations and other published data. The effect of uniform and non-uniform electric fields on saturated pool boiling of R-123 at 1.01 bar pressure was also examined. This method of heat transfer enhancement is known as electrohydrodynamic abbreviated as EHD-enhancement. A high voltage potential was applied at the electrode located above the heating surface, which was earthed. The voltage was varied from 0 to 30 kV. The uniform electric field was provided through a 40 mm diameter circular electrode of stainless steel 304 wire mesh having an aperture of 5.1 mm, while the non-uniform electric field was obtained by using a 40 mm diameter circular rod electrode with rods 5 and 8 mm apart. The effect of uniform electric field was investigated using all five modified surfaces, i.e. emery polished, fine sandblasted, rough sandblasted, EB enhanced and sintered surfaces, while non – uniform electric field was tested using the emery polished, fine sandblasted, EB enhanced and sintered surfaces. The effect of pressure on EHD enhancement was also examined using emery polished surface at saturation pressure of 2 and 4 bars while the electric field was fix at 20 kV corresponding to 2 MV/m. Further, the bubble dynamics is presented for the emery polished surface obtained using a high-speed high – resolution camera.

Il existe trop d'exemples autour de nous qui prouvent qu'en hydrodynamique une surface polie ne présente pas systématiquement les avantages hydrodynamiques escomptés sur une surface rugueuse. Les rugosités influent activement sur le développement des couches limites turbulentes et interagissent différemment en fonction de leurs caractéristiques physiques. Plongé dans un écoulement hydraulique à nombre de Reynolds élevé, les aubes ou pales d'hélices déclenchent localement un phénomène physique, appelé cavitation, qui correspond à l'apparition de bulles de gaz et de vapeur dans un liquide soumis à une dépression. Dans le cadre de cette thèse, les expérimentations sont menées dans un tunnel de cavitation, de plus des mesures par LDV ont été réalisées de sorte à définir le profil du vecteur vitesse de l'écoulement dans le sens longitudinal. Une caméra CCD à très grande vitesse permet la prise d'image sur la formation des poches et nuages de cavitation. Dans le cas de l'hydrofoil 2D, les expérimentations menées sur les différentes plaques partiellement rainurées ont mis en évidence le caractère hydrodynamique différent sur chacune d'entre elles, car la taille de poches cavitantes diffère en fonction des caractéristiques des indentations. Les résultats ont montré que la profondeur des indentations est un paramètre déterminant, alors que les plus petites profondeurs des rainures (plus petites que la hauteur de la sous-couche visqueuse) n'ont pas d'effet sur la longueur des poches cavitantes. Certaines plaques provoquent des variations sur les instabilités de cavitation pour lesquelles la longueur des poches cavitantes est réduite. L'étude de la fréquence d'expulsion des poches cavitantes, par le moyen de la caméra rapide a permis de mettre en évidence deux régimes de cavitation différents. Cette étude a démontré la faisabilité d'un contrôle passif de la cavitation sur un profil de venturi en modifiant l'état de surface par des indentations organisées dans le sens de l'écoulement. / There are too many examples around us which prove that in hydrodynamics a polite surface does not present systematically the hydrodynamics advantages were expected on a rough surface. The roughness influence actively the development of the turbulent boundary layers and interact differently according to their physical characteristics. Plunged into a hydraulic flow to high number of Reynolds, blades of propellers activate locally a physical phenomenon, called cavitation, which corresponds to the appearance of bubbles of gas and vapor in a liquid submitted to a depression. Within the framework of this thesis, the experiments are led in a tunnel of cavitation, and measures by LDV were realized so as to define the profile of the speed vector of the flow in the longitudinal direction. A very high-speed camera CCD allows the taking of image on the formation of pockets and clouds of cavitation. In the case of the 2D hydrofoil, the experiments led on the various partially grooved patches highlighted the character hydrodynamics different on each of them, because the size of cavitants pockets differs according to the characteristics of the indentations. The results showed that the depth of the indentations is a determining parameter, while the smallest depths of grooves (smaller than the height of the viscous sublayer) have no effect on the length of cavitants pockets. Certain patches provoke variations on the instabilities of cavitation for which the length of cavitants pockets is reduced. The study of the frequency of detachment of cavitants pockets, by means of the fast camera allowed to highlight two regimes of different cavitation. This study demonstrated the feasibility of a passive control of the cavitation over a profile of venturi by modifying the state of surface by indentations organized in the direction of the flow.