Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The compaction process can be evaluated by soil compression curve. The curved segment of the compression curve shows the elastic deformation, while the linear segment represents the elastic deformation. The soil capacity to promoting adequate gas exchange between the root environment and the atmosphere affect plant growth and crop yield, thus showing the importance of quantifying properties related to soil ability to transmit oxygen to roots as key for the evaluation of soil physical quality. The general objective was to evaluate the effect of water content, soil structure and composition on the compressibility and air permeability of three Hapludox and one Paleudalf under no-tillage. Elastic and compressive properties, air permeability, physico-hydraulic properties, particle size and organic matter content were evaluated in soil samples equilibrated at 1, 3, 6, 10, 30, 50, 100, 300 and 500 kPa tensions. The water content along soybeans growing cycle was estimated by sequential hydrological balance and its effect on soil structural conditions was used for estimating soil bearing capacity and soil compactation susceptibility. Significant effect of the physical variables clay and soil organic matter content were observed in soil elasticity, while water content presented a reduced effect in such property. Greater clay and soil organic matter contents were associated to higher values of soil elasticity. The structural condition affects elasticity directly, mainly in sandy soils, while in loamy soils clay and organic matter contents have a larger influence on the soil elastic behavior. In sandy soils the effect of water content in soil compaction susceptibility is lower and it is most affect by soil density, while clay soils, because they retain more water, soil water content determined the compressive index variation along the management cicle. The models showed a satisfactory adjustment when the compression index was estimated, while the capacity of estimation precompaction pressure was lower for all soils. The adaption of Busscher s model for estimating soil precompaction pressure, despite the low reliability, showed that soil load bearing capacity varies along the management cycle and that sandy soils are more resistant to compactation that clay soils. The compaction effects on soil air permeability is realted mainly to air-filled porosity and soil pore continuity, independently on water content that affects adversely air permeability. In sandy soils air permeability increases as soil water content decreases is larger, compared to loamy soils. In soils cultivated under no-tillage, water content effect on air permeability is associated with greater quantity and continuity of soil pores available for airflow to occur. / O processo de compactação pode ser avaliado pela curva de compressão do solo. O segmento curvo da curva de compressão apresenta as deformações elásticas, aquelas que são recuperáveis no solo, enquanto que o segmento linear representa as deformações plásticas. A capacidade do solo em promover uma adequada troca de gases entre o ambiente radicular e a atmosfera afeta diretamente o crescimento de plantas e a produção das culturas, o que torna a quantificação de propriedades relacionadas com a capacidade de transmitir oxigênio até as raízes fundamental para a avaliação da qualidade física do solo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a influência da umidade, da condição estrutural e da composição na compressibilidade e permeabilidade ao ar de três Latossolos e um Argissolo manejados no sistema plantio direto. Propriedades elásticas, compressivas, permeabilidade ao ar, propriedades físico-hídricas, granulometria e teor de matéria orgânica foram avaliadas em amostras de solo equilibradas nas tensões de 1, 3, 6,10, 30, 50, 100, 300 e 500 kPa. A umidade volumétrica ao longo do ciclo de cultivo da soja foi estimada pelo balanço hídrico seqüencial e seu efeito, juntamente com o da condição estrutural, foi utilizado na estimativa da capacidade de suporte de carga e da suscetibilidade a compactação. Efeito significativo das variáveis físicas, teor de argila e matéria orgânica foram observados na elasticidade do solo, enquanto que a umidade apresentou um efeito reduzido em tal propriedade. Quanto maiores os teores de argila e matéria orgânica no solo, maiores os valores de elasticidade. A condição estrutural afeta diretamente a elasticidade, principalmente em solos arenosos, enquanto que em solos argilosos os teores de argila e matéria orgânica exercem maior influência sobre o comportamento elástico do solo. Em solos arenosos o efeito da umidade na suscetibilidade à compactação é menor, sendo que ela é mais afetada pela densidade do solo, enquanto que em solos argilosos, em função da maior capacidade de reter água, é a umidade que determina a variação do índice de compressão do solo ao longo de um ciclo de cultivo. Os modelos apresentaram um ajuste satisfatório quando estimada a variável índice de compressão, enquanto que a capacidade de estimar a pressão de preconsolidação foi baixa para todos os solos A adaptação do modelo de Busscher para a estimativa da pressão de preconsolidação, apesar da baixa confiabilidade, demonstrou que a capacidade de suporte de carga varia ao longo de um ciclo de cultivo e que os solos arenosos são mais resistentes à compactação que os solos argilosos. Os efeitos da compactação na permeabilidade ao ar se concentram principalmente na redução da porosidade de aeração e da continuidade de poros, independentemente da condição de umidade, o que repercute negativamente nos valores de permeabilidade ao ar. Em solos arenosos, o incremento na permeabilidade ao ar à medida que a umidade do solo reduz é maior se comparado a solos argilosos. Em solos cultivados sob plantio direto, o efeito da umidade na permeabilidade ao ar está associado à maior quantidade e continuidade de poros do solo disponíveis para que os fluxos de ar ocorram.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV14MA153.pdf: 1150046 bytes, checksum: e7bc4d1b84e9aae2e7b26a7688897688 (MD5) Previous issue date: 2014-11-21 / The Thermal Pest Control (TPC) is na implemente that has been used in vineyards throughout Brazil with the aim of replacing chemical treatments. It is based on the principle of stimulating the vine to increase production of phytoalexins by heat. The plant submitted to the TPC is physically stimulated, the heat makes the environment less favorable to the fungal growth, and act as a stressor in the plant mechanisms of self-protection, altering the qualitative parameters of the plant and the fruit. Currently, to the rationalization and otpmization of cultural practices, knowledge of phenological stages is essential for the vine cultivation. Pathogens are a major competitive advantage over those grown vines, which are hundreds of years without genetic changes due to vegetative propagation. This fact is a major cause of epidemics in the vineyards and the rapid emergence of pathogens resistant to fungicides. Being an emerging technology that aims at the gradual replacement of chemical treatments in the vineyards, the presente study aimed to evaluate in chapter one: the productivity and the physicochemical characteristics of Chardonnay grapes subjected to TPC. And in chapter two, the effect of TPC technology on the incidence of escoriose (Phomopsis vitícola), incidence and severity of anthracnose (Elsinoe ampelina) and downy mildew (Plasmopara vitícola).in both chapters were demonstrated the phenological variation under treatment with TPC in vineyard of Chardonnay at conditions of Serra Gaucha, in the municipality of Pinto Bandeira RS. The experimente was performed in cycles 2011/12, 2012/13 and 2013/14 in a comercial vineyard, geographical coordinates: 29 ° 10 S and 51° 31 . Treatments consisted of the use of TPC more contact fungicides; and conventional chemical control Vineyards Chardonnay undergo treatments with the TPC feature productivity 27% less than conventionally treated vineyards. The maturation process is early, there is a reduction in compaction of clusters and increase in leaf área and thickness of the plants. The TPC combined with contact fungides ia as eficient as the conventional chemical treatment when it comes to escoriose, anthracnose and downy mildew. The grape phenology is affected by the use of TPC. For the variety Chardonnay, plants were subjected to treatments with TPC in previous cycles, obtained later budding, a positive feature because of Chardonnay be na early variety, being susceptible to late frosts / A Thermal Pest Control (TPC) é um implemento que tem sido utilizado em vinhedos de todo o Brasil com o objetivo de substituir tratamentos químicos. Baseia-se no princípio de estimular a videira a aumentar a sua produção de fitoalexinas através de calor. A planta submetida ao TPC é estimulada fisicamente. O calor atua tornando o ambiente menos propício ao desenvolvimento de fungos e também, como agente estressante na planta, estimulando os mecanismos de autoproteção vegetal, podendo alterar os parâmetros qualitativos da planta e do fruto. Visando a racionalização e otimização de práticas culturais, o conhecimento dos estádios fenológicos é indispensável para o cultivo da videira. Os agentes patogênicos stão em grande vantagem competitiva em relação às videiras cultivadas, que passam centenas de anos sem mudanças genéticas, devido à propagação vegetativa. Este fato é a maior causa da ocorrência de epidemia nos vinhedos e do rápido aparecimento de patógenos resistentes a fungicidas. Por ser uma tecnologia incipiente, que visa à vinhedos, o presente estudo objetivou avaliar no capítulo um: a produtividade e as características físico-químicas de uvas Chardonnay submetidas à TPC. E no capítulo dois, o efeito da tecnologia TPC sobre a incidência de escoriose (Phomopsis vitícola), incidência e severidade de antracnose (Elsinoe ampelina) e míldio (Plasmopara vitícola). Em ambos os capítulos foi abordada a variação fenológica ocorrida sob tratamento com a TPC no vinhedo, nas condições edafoclimáticas da Serra Gaúcha, no município de Pinto Bandeira RS. O experimento foi executado nos ciclos 2011/12, 2012/13 e 2013/14 em vinhedo comercial, coordenadas geográficas: 29°10 S e 51°31 W. os tratamentos consistiram na utilização da TPC mais fungicidas de contato; e controle químico convencional. Vinhedos de Chardonnay submetidos a tratamentos com a TPC apresentaram produtividade 27% inferior a vinhedos tratados convencionalmente. A maturação das uvas adiantou, houve redução na compactação dos cachos e aumento na área e espessura foliar das plantas. A TPC aliada a tratamentos com fungicidas de contato foi tão eficiente quanto o tratamento químico convencional em se tratando de escoriose, antracnose e míldio. A fenologia da videira foi afetada pela utilização da TPC. Para a variedade Chardonnay, plantas que foram submetidas a tratamentos com TPC nos ciclos anteriores. Obtiveram brotação mais tardia, característica positiva pelo fato da Chardonnay ser uma variedade precoce, sendo suscetível a geadas tardias

O método de injeção de ar é utilizado para a descontaminação de solos e lençóis freáticos contaminados com Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs). O ar injetado no solo na zona saturada, ao subir para a zona não saturada, volatiliza os contaminantes. A eficiência da remediação por esse método está diretamente ligada à região de solo em que ocorre o fluxo de ar. Essa região é denominada de zona de influência e é afetada por vários fatores tais como: tipo e estrutura do solo, permeabilidade e pressão de injeção. No presente trabalho foram realizados estudos de fluxo de ar em solos saturados em um modelo físico bidimensional com o objetivo de avaliar a zona de influência formada. Os ensaios bidimensionais têm por finalidade a visualização dessa zona de influência; para isso foi utilizado um tanque transparente feito de placas de acrílico. Para a realização dos ensaios foram utilizados três tipos distintos de solo, uma areia natural denominada de Areia Osasco, uma areia comercial e uniforme (Areia do IPT) e um solo residual utilizado para criar as lentes de baixa permeabilidade. Também foram realizados ensaios de laboratório para a caracterização dos solos em estudo, tais como: curva de retenção, índice de vazios máximo e mínimo, granulometria, permeabilidade a água e ao ar. Os ensaios realizados no modelo (tanque) mostraram, como visto na literatura, que a granulometria e a estrutura do solo são as principais responsáveis pela formação de caminhos preferenciais de ar no solo. A zona de influência formada durante a injeção de ar nos ensaios com a Areia Osasco não foi simétrica devido à heterogeneidade do solo, já a formada nos ensaios com a Areia do IPT foi simétrica por causa da uniformidade do solo. A Areia do IPT apresentou uma zona de influência mais estreita do que a da Areia Osasco, isso ocorreu em função da menor porosidade da Areia Osasco, pois quanto menor a porosidade maior a tortuosidade e maior a expansão lateral. Os ensaios com as lentes de baixa permeabilidade mostraram que pequenas variações na configuração do solo podem influenciar a eficiência do método já que a região logo acima das lentes não foi atingida pelo ar. O aumento da pressão de injeção durante os ensaios fez com que mais canais de ar fossem formados causando um aumento do tamanho da zona de influência. / The method of air sparging is used for remediation of soil and groundwater contaminated with Volatile Organic Compounds (VOCs). In this process the air is injected into the soil in the saturated zone to ascend to the vadose zone and volatilizes the contaminants. The efficiency of air flow remediation is directly linked with the region of soil in which the flow occurs. This region is called as zone of influence and is affected by several factors such as: type and structure of the soil, permeability and pressure of injection. In the present work the air flow in saturated soils was investigated using a bidimensional physical model to evaluate the zone of influence formed. The objective of the tests was to obtain informations about zone of influence. A transparent tank made by acrylic plates was used. For these tests it was used three different types of soil: natural sand, called Osasco sand, a commercial and uniform sand called IPT sand and a residual soil used to create the lenses with low permeability. Laboratory tests such as water retention, minimum and maximum voids ratio, water and air permeability were performed to characterize the soils used in this study. Tests performed in the model (tank) showed, like those in the literature, that the particle size and soil structure are mainly responsible to create the preferential paths of air in soil. The zone of influence formed during the injection of air in the tests with Osasco sand was not symmetrical due to the heterogeneity of the soil; on the other hand the test performed with IPT sand was symmetrical due to its uniformity. The IPT sand showed a narrower zone of influence than Osasco sand, this was due to the lower porosity of the Osasco sand. Lower porosity imply in higher tortuosity and greater lateral expansion. Testes performed with low permeability lenses within the sand showed that small variations in the structure of the soil can affect the efficiency of the method because the region immediately above the lens is not reached by the air. The increase in the pressure of injection during the experiments induced the formation of more air channels causing an increase in the size of the zone of influence.

O presente trabalho trata do desenvolvimento de uma sonda de pressão para medição de magnitude e direção da velocidade em um escoamento de ar. Primeiramente, é feita uma pesquisa sobre métodos e instrumentos de medição de velocidade de escoamentos de ar, utilizando a literatura existente sobre os tipos de medidores e suas restrições e capacidades na medição de direção do escoamento. Em seguida, são escolhidos dois tipos de medidores capazes de atender aos requisitos de fabricação simples e robusta, sendo um deles aplicado a escoamentos bidimensionais (sensor de três orifícios, tipo prisma) e o outro, a escoamentos tridimensionais (sensor de cinco orifícios, tipo pirâmide). É feito o projeto detalhado destes medidores e define-se o método de fabricação dos mesmos, comparando o método da prototipagem rápida com a usinagem. Uma vez fabricados os sensores, são realizados ensaios de caráter investigativo para mensurar a faixa de ângulos de medição de cada sensor. De posse dos resultados, é feito um estudo sobre os coeficientes adimensionais utilizados para a definição do ângulo de escoamento a partir das medições de pressão realizadas pelo sensor. É proposto um novo conjunto de coeficientes adimensionais com os quais se determina uma faixa de medição de ângulos entre -25 e + 25 para a sonda tipo prisma e uma faixa entre -35 e + 35 para a sonda tipo pirâmide. Finalmente, são feitas as curvas de calibração para os sensores e se discute sobre suas aplicações na medição de velocidade de escoamentos de ar. / The present work deals with the development of a pressure probe for measuring magnitude and direction of velocity from an air flow. Initially, it is made a review of methods and instruments to measure air flow velocity, using the existing literature on kinds of instruments with their restrictions and capabilities on flow direction measurement. Secondly, two kinds of sensors are chosen based on the requirements of easy and robust manufacturing, being one of them applied to bi-dimensional flows (three-hole probe, prism type) and the other one for tri-dimensional flows (five-hole probe, pyramid type). The detailed design of these probes is made and the fabrication method is chosen comparing the fast prototyping method with machining. Once these sensors are manufactured, investigative tests are carried out in order to measure the flow angle range for each sensor. With these results, a study is made on the non-dimensional coefficients used for definition of flow angle from the pressure measurements from the sensor. A new set of non-dimensional coefficients is proposed and a flow angle range between -25 and + 25 is determined for the prism probe and a range between -35 and + 35 for the pyramid probe, Finally, the calibration curves are made for the two sensors, followed by a discussion on the applications on air flow velocity measurements.

Orientador: José Gilberto Dalfré Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aquino_GenivaldoAlcantarade_M.pdf: 13175596 bytes, checksum: 7fcf5fba9c6608250faca3ec3bc0b3a1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A presença de ar aprisionado no interior da tubulação de água pode levar a operação irregular ou, até mesmo, danos aos sistemas de abastecimento de água e seus componentes. A presença de ar aprisionado pode ocorrer durante o funcionamento regular, ou quando os sistemas de bombeamento estão em operação. A formação de bolsões de ar pode produzir o fenômeno do golpe de aríete, instabilidade e perda de pressão nas redes de abastecimento de água. A fim de evitar a sua formação, todo o ar preso deve ser removido, seja através de remoção mecânica por válvulas de ar ou remoção hidráulica (deslocamento do ar com o escoamento). No Brasil, as indústrias de válvulas de ar, muitas vezes, não possuem caracterização adequada destas válvulas, ou seja, as características das válvulas (geométrica, mecânica, hidráulica e dinâmica) devem ser determinadas. Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma bancada de testes para ensaios de válvulas ventosas e testar estas válvulas em ensaios dinâmicos, caracterizando-as. A bancada experimental mostrou-se eficiente para os ensaios de válvulas ventosas. Os resultados dos ensaios dinâmicos das válvulas podem contribuir para que um sistema hidráulico passe a operar de uma maneira segura, diminuindo os riscos associados aos eventuais fenômenos transitórios, além de servir como referência para futuros projetos de sistemas de abastecimento. Foi confirmado que, além das curvas características em condição estática, as curvas características em condição dinâmica também devem ser analisadas, pois apresentam características de funcionamento distinto / Abstract: The presence of trapped air inside the water pipelines can lead to irregular operation or even damage the water supply systems and their components. The presence of trapped air can occur during regular operation, or while pumping systems are in operation. The formation of air pockets can produce the phenomenon of water hammer, instability and loss of pressure in water supply systems. In order to prevent its formation, all the trapped air must be removed, either by mechanical removal through air valves or hydraulic removal (by displacement of the air flow). In Brazil, industries of air valves, many times, do not possess proper characterizations of the air valves. To achieve this, all the characteristics of the valve (geometric, mechanic, hydraulic and dynamic) should be determined. This study developed a test bench for testing the air valves, characterizing them. The bench was efficient for testing and the results of the dynamic tests can contribute to operate a hydraulic system in a safe manner, reducing the risks associated with possible transient phenomena, besides serving as a reference for future projects of water supply systems. It was confirmed that, in addition to the characteristic curves in static condition, the characteristic curves in dynamic condition must also be considered, since they show different operating characteristics / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

En condition accidentelle,le combustible nucléaire d’un réacteur peut entrer en contact avec le fluide caloporteur.Les conséquences de l’interaction qui en résulte sont étudiées par l’IRSN. La violence de l’interaction dépend notamment fortement de la cinétique de cette mise en contact. L’observation expérimentale directe du phénomène étant inenvisageable. Ce travail de thèse a consisté en l’étude de cette dynamique. Nous avons étudié le débit de vidange d’un milieu granulaire monodisperse en fonction de plusieurs paramètres prépondérants (géométrie du réservoir,taille,forme et position de l’orifice,débit gazeux,taille des grains). Ces études ont été réalisées sur un banc expérimental dédié et ont mis en évidence plusieurs lois d’échelle pour le régime stationnaire. En support à l’interprétation de ces expériences, différentes hypothèses de modélisation de l’écoulement (population discrète de particules, rhéologie d’un milieu continu) ont été confrontées aux résultats expérimentaux à l’aide de simulations numériques. Ainsi la loi de dépendance classique du débit de vidange d’un silo avec un orifice en bas a été étendue aux silos avec un orifice latéral notamment en clarifiant les contributions relatives aux dimensions verticale et horizontale. Par ailleurs, il a été établi qu’un écoulement de gaz augmente significativement le débit de vidange du granulaire. Ceci peut être modélisé en prenant en compte le gradient de pression imposé par le gaz sur les grains dans la zone de l’orifice en plus de la gravité. Les éléments fondateurs de la modélisation d’une vidange de grains et de gaz au sein d’un réservoir avec un orifice latéral ont pu ainsi être mis en place. / In the hypothetical conditions of a reactivity initiated accident in a nuclear power plant, some of the cylindrical rods, that contain the fuel, could break. If fuel fragmentation occurs, hot fuel particles and pressurized gas could be ejected out of the rod and then interact with the surrounding fluid. The consequences of this interaction are studied by IRSN . The violence of this interaction depends particularly on the discharge rate of the fuel particles. The aim of this thesis, was to study this dynamics. We simulated the fuel particles and gas ejection dynamics by the flow of a dense granular material and a gas from a confined space toward an open space. We focused on the experimental study of the stationary discharge of a silo composed of monodisperse spherical glass beads, with an orifice either lateral or at the bottom of the silo, with or without air flow. The measured parameters were the mass flow rate and the pressure along the silo, whereas the controlled parameters were the size of particles, the size of orifices, and the flow rate of air. To understand the underlying physical mechanism, discrete and continuous numerical simulations were also performed and compared to the experimental results. For the case of a lateral orifice, when the form of the orifice is rectangular, we identified two regimes that depend on the ratio of width to height. For the case with air flow, we found that the flow rate increases significantly with the air flow. We used a simple physical model to describe the grains and gas ejection taking into account the pressure gradient imposed by the fluid on the particles around the orifice.

The aim of the diploma thesis is the simulation of air valves and difusers using CFD. The goal of this thesis is to determinate the type of air valve and diffusor, which would ventilate the room of a detached house the best – considering the speed of the airflow and the age of the air. Outcome of this work is the design of the air conditioning system for a detached house with application of the air valve and difuser which is evaluated as the ideal option for the ventilation in the room.

This thesis consists of description of design and construction of device for measuring air velocity created in it´s practical part. In introduction is mentioned basic theoretical information related to given problem, in the next chapters is descripted design and construction of measuring device along with description of calibration proces. At the end is placed chapter about testing the final device.

In Canada, more than 1.11 TWh of energy per year is generated by diesel generators in off-grid remote areas. Delivering energy to these territories always has a high cost for the local and federal governments both financially and environmentally. Substituting fossil fuels with clean energies is the solution. However, the unreliability and intermittency of renewable energies (RE) are always challenging issues that need to be solved. Zinc air flow battery (ZAFB) with decoupled power and energy capacity can bring sustainability and reliability for microgrids. In this study, an efficient model was developed for ZAFB, which is applicable for large-scale modeling, and incorporated in microgrid modeling. A bilevel optimization approach was implemented in the microgrid model to find the optimal size and control of the microgrid simultaneously over the project lifetime. Using model predictive control (MPC) and based on user-defined foresight horizon and known information like energy demand and RE resources, the control model decides the future changes in microgrid components. This tool is used to propose the best microgrid design for these communities to reduce or eliminate their dependency on fossil fuels. The functionality of this tool was evaluated by three case studies in British Columbia: Blind Channel, Hot Springs Cove and Moresby Island. Zero CO2 emission and zero fuel consumption were achieved by a 100% RE microgrid consisting of wind and tidal turbines and large ZAFB. The net present cost (NPC) of this system and cost of energy are 39 – 46 % and 55 – 60 % less than the base case costs in which diesel is the main energy source. ZAFB with a longer storage duration (50 – 60 hours) satisfies 17 – 23% of annual energy demand in these case studies. / Graduate

My thesis is divided into three separate parts. The first part is devoted to the theoretical part of the ventilation systems. The second part deals with the determination of the conditions for a number of air exchange, a comparison of three variants of the location of air outlets in dwelling units and the application image airflow from experimental measurements on the common room. The third part is focused on the description of the experimental tasks in the laboratory at the Institute building services.