Ce travail est consacré à l'étude des interactions eau/fumée dans un couloir, lors du déclenchement d'un système d'aspersion dans un environnement enfumé. Il s'attache à évaluer les effets thermiques et optiques induits par une pulvérisation d'eau par sprinkler et par brouillard d'eau sur une couche de fumée générée à partir d'un foyer type bac d'heptane. Une synthèse bibliographique permet de faire l'état des travaux concernant la recherche sur l'aspersion d'eau pour le contrôle du feu lors d'un incendie en bâtiment et sur les notions de stratification des fumées. Une étude expérimentale basée sur 50 essais en grandeur réelle est présentée, impliquant des mesures thermiques et optiques. Un système d'opacimétrie laser spécifique a notamment été développé, permettant de mesurer l'opacité des fumées et les effets des interactions eau/fumée sur l'opacité et la visibilité. La partie numérique s'appuie sur le code FDS version 6 (Fire Dynamics Simulator) pour la simulation des essais et sur un module spécifique consacré à l'évaluation de la visibilité en parallèle. Utilisant les valeur extraites de la simulation par FDS pour les concentrations en gouttes et en suie, ce code calcule les propriétés optiques du milieu absorbant-diffusant considéré, puis combine une méthode de Monte-Carlo et des techniques de PSF (Point Spread Function) et MTF (Modulation Transfer Function) pour évaluer l'intensité et le contraste d'images reconstruites. Les effets de déstratification thermique et optique sont comparés pour chaque technologie d'aspersion expérimentalement et numériquement. / This work was devoted to the study of water/smoke interactions in the case of water mist activation on a smoke layer. The aim was to investigate the effects observed on thermal and optical properties when injecting water particles using sprinkler or water mist devices through a smoke layer generated with an heptane pool fire. A first review was reported in order to highlight the researches devoted to water aspersion for firefighting and the smoke stratification phenomena. An experimental study based on 50 runs at real scale was presented, involving optical and thermal measurements. In particular, a laser opacimeter system was developed, which allowed measuring the smoke opacity and the effects of smoke/water interactions on opacity and visibility. Afterwards, a numerical study was conducted. On the one hand fire tests were simulated using the FDS 6th version (Fire Dynamics Simulator) and on the other hand a dedicated code allowed us to evaluate the visibility. The values of the soot and droplet concentrations were extracted from FDS and used into the code dedicated to visibility to calculate the optical properties of the corresponding absorbing-scattering environment. Those properties are then used in a Monte Carlo approach combined with PSF (Point Spread Function) and MTF (Modulation Transfer Function) methods to evaluate the intensity and the contrast of reconstructed images. The destratification effects based on thermal and optical criteria were compared experimentally and numerically for each technology.

Dans le contexte actuel, l'accroissement des tensions liées à l'utilisation de la ressource en eau impose une meilleure gestion de cette ressource pour la poursuite d'une croissance économique durable. Cette problématique liée à la ressource en eau s'inscrit également dans des préoccupations sociales et environnementales importantes. En Europe, l'irrigation par aspersion représente une large part de la consommation en eau. Or l'irrigation des champs par aspersion est parfois mal adaptée et engendre de fortes pertes, dues à l'évaporation ou à la dispersion due au vent. Ces apports nécessitent d'être optimisés, ce qui passe par une meilleure maîtrise de la taille et de la dispersion des gouttes produites durant l'aspersion. L'objectif principal de cette thèse est la caractérisation des gouttes produites pendant l'atomisation d'un jet d'eau utilisé en irrigation par aspersion et la modélisation de l'atomisation de ce jet. Une technique d'ombroscopie est mise en place pour analyser le coeur liquide et pour caractériser la population de gouttes d'eau produites en terme de tailles et de vitesses moyennes et fluctuantes de la phase liquide. Une attention particulière a été portée sur la calibration de la technique et sur l'estimation des tailles de gouttes produites durant l'atomisation. L'approche employée pour la modélisation de l'atomisation repose sur une description eulérienne de l'écoulement diphasique, où celui-ci est représenté comme un écoulement turbulent d'un seul fluide dont la masse volumique varie selon la composition du mélange diphasique, entre la masse volumique du gaz et celle du liquide. La dispersion du liquide dans son environnement gazeux est prise en compte par la résolution d'une équation de transport de la fraction massique moyenne du liquide. De plus, une équation de transport de la densité moyenne d'interface liquide/ gaz permet de modéliser les phénomènes de fragmentation et de coalescence des gouttes et in fine d'estimer la taille des gouttes.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2004. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique.

Orientador: Odivaldo José Seraphim / Resumo: O sistema de bombeamento pressurizado convencional de rotação fixa que utiliza motor elétrico no acionamento, é analisado sob o aspecto do sistema de comando e controle, baseando-se em curvas e tabelas construídas para analise do comportamento hidráulico e elétrico do sistema, porém quando comparado com sistema de rotação variável apresentam desvantagens, quanto a eficiência desses parâmetros. Esta pesquisa tem como ponto principal, analisar teoricamente o comportamento hidráulico e mecânico dos acionamentos convencionais com rotação fixa de um sistema de irrigação por aspersão, e propor a aplicação de um sistema automatizado de controle de rotação, por inversor de freqüência e controlador lógico programável, sobre um conjunto motobomba, visando a racionalização de energia elétrica. Na proposta de automação do sistema, determina-se uma pressão constante na saída da bomba, que controla a rotação do motor pelo inversor de frequência, em função da altura manométrica e da vazão requerida, com isso, melhorando as condições de corrente para o motor em operação com partidas e desligamentos suaves, e possibilita o redimensionamento do motor elétrico para um potência menor na razão de 33 %. / Abstract: The conventional pressurized pumping systems of fixed rotation that uses electrical devices for driving, is analyzed under the aspect of the command system and control, being based on curves and tables constructed to analyze of the hydraulical and electric behavior of the system, however when compared with system of variable rotation they present disadvantages, concerning to the efficiency of these parameters. This research has as main point, analyze theoretically to the hydraulical and mechanical behavior of the conventional drive with fixed rotation of a system of irrigation for aspersion, and to consider the application of a system automatized of rotation control, for frequency inverter and programmable logical controller, on the combine electrical pump, aiming the rationalization of electric energy. In the proposal of automation of the system, a constant pressure in the output of the pump is determined, that controls the rotation of the engine for the frequency invertor, in function of the manometric height and the required outflow, with this, improving the factor of power with the own correction for a value close to the ideal and the current conditions for the engine in operation with soft starts and power off, preventing high requests of the start current. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000-04Bitstream added on 2014-06-13T18:30:31Z : No. of bitstreams: 1 araujo_jab_me_botfca.pdf: 528891 bytes, checksum: 5f44dd9ed1b95b4274bbf7b7b3b3a693 (MD5) / O sistema de bombeamento pressurizado convencional de rotação fixa que utiliza motor elétrico no acionamento, é analisado sob o aspecto do sistema de comando e controle, baseando-se em curvas e tabelas construídas para analise do comportamento hidráulico e elétrico do sistema, porém quando comparado com sistema de rotação variável apresentam desvantagens, quanto a eficiência desses parâmetros. Esta pesquisa tem como ponto principal, analisar teoricamente o comportamento hidráulico e mecânico dos acionamentos convencionais com rotação fixa de um sistema de irrigação por aspersão, e propor a aplicação de um sistema automatizado de controle de rotação, por inversor de freqüência e controlador lógico programável, sobre um conjunto motobomba, visando a racionalização de energia elétrica. Na proposta de automação do sistema, determina-se uma pressão constante na saída da bomba, que controla a rotação do motor pelo inversor de frequência, em função da altura manométrica e da vazão requerida, com isso, melhorando as condições de corrente para o motor em operação com partidas e desligamentos suaves, e possibilita o redimensionamento do motor elétrico para um potência menor na razão de 33 %. / The conventional pressurized pumping systems of fixed rotation that uses electrical devices for driving, is analyzed under the aspect of the command system and control, being based on curves and tables constructed to analyze of the hydraulical and electric behavior of the system, however when compared with system of variable rotation they present disadvantages, concerning to the efficiency of these parameters. This research has as main point, analyze theoretically to the hydraulical and mechanical behavior of the conventional drive with fixed rotation of a system of irrigation for aspersion, and to consider the application of a system automatized of rotation control, for frequency inverter and programmable logical controller, on the combine electrical pump, aiming the rationalization of electric energy. In the proposal of automation of the system, a constant pressure in the output of the pump is determined, that controls the rotation of the engine for the frequency invertor, in function of the manometric height and the required outflow, with this, improving the factor of power with the own correction for a value close to the ideal and the current conditions for the engine in operation with soft starts and power off, preventing high requests of the start current.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dois experimentos foram realizados com o abacaxizeiro. Um experimento, em fase de aclimatização, avaliou o desempenho de cultivares de abacaxizeiro e o efeito de substratos com diferentes proporções e fontes de material orgânico em sua composição. O outro experimento, em fase de campo, estudou o efeito da adubação potássica e lâminas de irrigação sobre o crescimento vegetativo e nutrição mineral do abacaxizeiro Vitória‟, em diferentes épocas de amostragem. Na produção de mudas, avaliou-se o desempenho vegetativo de cultivares de abacaxizeiro e a eficiência de substratos de natureza orgânica, aos 210 dias de aclimatização. O delineamento experimental foi em blocos inteiramente casualizados, disposto em esquema fatorial 3×5, sendo três cultivares de abacaxizeiro (Pérola, Vitória e Imperial) e cinco substratos [ORG: Organoamazon, composto orgânico comercial; SP: Substrato Padrão, composto por solo + areia, na proporção 1:1 (v/v); SP+E+C: composto por SP + esterco de carneiro + casca de arroz carbonizada (2:1:1 v/v); SP+E: composto por SP + E (3:1 v/v); SP+C: composto por SP + C (3:1v/v)]. Baseado na produção de massa seca das plantas e considerando o substrato de melhor desempenho, houve superioridade da cultivar Pérola em relação a Vitória‟e ambas foram superiores a Imperial‟. O ORG proporcionou a parte aérea das plantas, incrementos superiores a 260% e incrementos superiores a 115% para densidade de raízes, em relação ao grupo de substratos com solo. No experimento de campo, o delineamento experimental foi em blocos inteiramente casualizados, arranjados em parcelas sub-subdivididas. As parcelas corresponderam às doses de potássio (0, 10, 20 e 30 g de K2O planta-1), as subparcelas corresponderam às lâminas de irrigação (L1 = 134,9; L2 = 267,5; L3 = 446,8; L4 = 558,3; e L5 = 655,2 mm), enaquanto as sub-subparcelas foram compostas pelos períodos de amostragem (120, 195, 270 e 345 dias após o plantio DAP). Os efeitos das doses de K2O (K) e das lâminas de irrigação (L) independeram entre si, mas dependeram das épocas de amostragem (E) para as variáveis: número de folhas (NF), o diâmetro do caule (DC), a altura de planta (AP) e a massa seca de raízes (MSR). Já, em relação à área foliar (AF) e massa fresca (MF) e seca (MS) das folhas houve interação significativa entre K×L×E. Baseado no desenvolvimento vegetativo das plantas, a área foliar (11.133 cm2) e a massa fresca (1.450 g planta-1) e seca das folhas (180 g planta-1), recomenda-se para o cultivo do abacaxizeiro Vitória‟ em Latossolo Amarelo nas savanas, dose de 16,9 g planta-1 de K2O e 8 suplementação hídrica de 558,7 mm, via irrigação por aspersão convencional. Os teores foliares de K e P não sofreram alterações com as doses de K2O, mas houve redução significativa na lâmina de irrigação correspondente a 134,9 mm. Os teores foliares de N responderam a aplicação de K2O no solo, de forma quadrática, aos 120 DAP, mas apresentaram redução linear a partir de 270 DAP. A irrigação L5 reduziu os teores foliares de N. Os teores foliares de Ca e Mg foram reduzidos significativamente com as doses de K2O, aos 345 DAP. As extrações de nutrientes pela planta foram afetadas pela interação K×L×E, acompanhando o aporte de biomassa da parte aérea e a idade fisiológica da planta.

Les systèmes fixes par aspersion d'eau sont souvent cités comme un moyen pour améliorer le niveau de sécurité dans les tunnels routiers. Cependant, leurs effets sur un incendie en tunnel et les interactions possibles avec le système de ventilation sont encore mal connus. Le travail présenté ici vise à étudier l'action de ces systèmes par une approche phénoménologique de l'évaporation et l'utilisation d'un modèle CFD tridimensionnel. L'emploi d'un code CFD incluant des modèles diphasiques repose sur la simulation de deux situations expérimentales : une expérience académique de spray évaporant et des essais d'incendie avec aspersion dans un tunnel à échelle réduite. Les résultats obtenus sont relativement satisfaisants, en utilisant une modélisation Euler-Lagrange pour l'écoulement diphasique. L'influence du système d'aspersion sur la propagation de la couche de fumée est plus particulièrement étudiée. Cependant, ce type de modélisation nécessite des données d'entrée d'un niveau difficilement accessible sans avoir recours à une expérience de caractérisation des buses. Une approche plus phénoménologique, à intégrer dans un modèle unidimensionnel, est envisagée comme alternative.

Les eaux grises (EG) peuvent être considérées comme une ressource alternative à l'eau potable et peuvent donc être réutilisées, par exemple, pour l'arrosage d'espaces verts pour lequel une qualité ''eau destinée à la consommation humaine'' ne semble pas nécessaire. Toutefois la présence de microorganismes pathogènes et de composés organiques peut entraîner des risques sanitaires et environnementaux. Il est donc nécessaire de traiter ces EG avant de les réutiliser et caractériser les risques liés à leur recyclage, jusqu'à présent peu connus. Pour répondre à ces objectifs, la démarche a consisté à caractériser les EG afin de choisir un traitement adapté. Le procédé biologique retenu est un réacteur à lit fluidisé aérobie. Son optimisation a été basée sur l'étude de son comportement hydrodynamique et sur la cinétique de biodégradation des EG. Ses performances épuratoires ont également été déterminées. La qualité des EG traitées produites atteint les objectifs attendus par la réglementation française pour l'irrigation d'espaces verts avec des eaux usées traitées. En effet, la DCO et les MES obtenues dans l'effluent traité sont respectivement de 26 mg O2.L-1 et 5,6 mg.L-1. Le réacteur a permis de traiter 144 L.j-1 d'EG durant 16 mois. Trois parcelles de pelouse ont été irriguées respectivement par des EG brutes, des EG traitées et par de l'eau potable. Contrairement à la parcelle irriguée par les EG brutes, l'analyse de risques n'a montré aucune différence significative entre celle irriguée par les EG traitées et celle irriguée par l'eau potable. Ces travaux démontrent que les EG traitées produites dans cette étude peuvent être employées pour l'irrigation d'espaces verts.

Les eaux grises (EG) peuvent être considérées comme une ressource alternative à l’eau potable et peuvent donc être réutilisées, par exemple, pour l'arrosage d'espaces verts pour lequel une qualité ''eau destinée à la consommation humaine'' ne semble pas nécessaire. Toutefois la présence de microorganismes pathogènes et de composés organiques peut entraîner des risques sanitaires et environnementaux. Il est donc nécessaire de traiter ces EG avant de les réutiliser et caractériser les risques liés à leur recyclage, jusqu'à présent peu connus. Pour répondre à ces objectifs, la démarche a consisté à caractériser les EG afin de choisir un traitement adapté. Le procédé biologique retenu est un réacteur à lit fluidisé aérobie. Son optimisation a été basée sur l’étude de son comportement hydrodynamique et sur la cinétique de biodégradation des EG. Ses performances épuratoires ont également été déterminées. La qualité des EG traitées produites atteint les objectifs attendus par la réglementation française pour l'irrigation d'espaces verts avec des eaux usées traitées. En effet, la DCO et les MES obtenues dans l'effluent traité sont respectivement de 26 mg O2.L-1 et 5,6 mg.L-1. Le réacteur a permis de traiter 144 L.j-1 d'EG durant 16 mois. Trois parcelles de pelouse ont été irriguées respectivement par des EG brutes, des EG traitées et par de l’eau potable. Contrairement à la parcelle irriguée par les EG brutes, l'analyse de risques n'a montré aucune différence significative entre celle irriguée par les EG traitées et celle irriguée par l'eau potable. Ces travaux démontrent que les EG traitées produites dans cette étude peuvent être employées pour l’irrigation d’espaces verts. / A level of water quality intended for human consumption does not seem necessary for domestic uses such as irrigation of green spaces. Alternative water supplies like the use of greywater (GW) can thus be considered. However, GW contains pathogenic microorganisms and organic compounds which can cause environmental and health risks. As the risks related to recycling are unknown, GW treatment is necessary before reusing. To describe the risks related to GW reuses, the scientific approach performed in this study was to characterize domestic GW in order to select an appropriate treatment. The biological process chosen is an aerobic fluidized bed reactor. As this process has never been developed for GW, an optimization step based on the study of its hydrodynamic behavior and the kinetics of biodegradation of GW was performed. The treatment performances were then determined. The treated GW produced in this study reached the threshold values expected by the French regulation for irrigation of green spaces with treated wastewater. Indeed, the COD and the TSS obtained in treated GW were respectively 26 mg O2.L-1 and 5.6 mg.L-1. The fluidized bed reactor has been used to treat 144 L.d-1 of GW for 16 months. Three lawn plots were irrigated respectively with raw GW, treated GW and tap water asa reference. Contrary to the lawn plot irrigated with raw GW, the risk analysis performed in this study has shown no significant difference between the law plot irrigated with treated GW and the one irrigated with tap water. This study shows that treated GW produced from the fluidized bed reactor developed in this experiment can be used for irrigation of green spaces.

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_JoseCarlosSousados_M.pdf: 6317167 bytes, checksum: 3007b440a82fcaab621d5cef423c3334 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A liga Ti-13Nb-13Zr tem sido proposta em estudos de pesquisa como uma nova alternativa dentre as ligas biomédicas por apresentar em sua formulação alguns dos elementos metálicos de maior compatibilidade como: titânio, nióbio e zircônio; considerados como metais válvulas, onde apresentam excelente resistência à corrosão, excelente propriedades mecânicas e baixa densidade. O substrato da liga Ti-13Nb-13Zr foi revestido com titânia (TiO2) por aspersão térmica a plasma visando viabilizar a sua utilização como implantes biomédicos. Foram utilizadas técnicas de caracterização desses substratos revestidos para avaliar os efeitos da titânia sobre as propriedades mecânicas e físico-químicas da liga Ti-13Nb-13Zr. Foram obtidos revestimentos de boa qualidade com baixa porosidade, baixo nível de partículas não fundidas e com boa adesão. O ensaio de riscamento com e sem tratamento térmico não apresentou alterações significativas nos valores da carga crítica. Os resultados experimentais obtidos do substrato da liga Ti-13Nb-13Zr revestido com titânia após o ensaio de riscamento apresentou uma boa adesão do depósito ao substrato o que viabilizará em futuro o seu uso em implantes ortopédicos. / Abstract: The Ti-13Nb-13Zr alloy has been proposed by researchers as new alternative amongst the biomedical alloys for presenting on its composition some of the metallic elements of better compatibility; as titanium, niobium and zirconium; considered as metals valves, by presenting excellent corrosion resistance, excellent mechanical properties and low density. The Ti-13Nb-13Zr alloy substratum was coated with titanium dioxide (TiO2) by plasma thermal aspersion aiming its biomedical application. Titanium influence on the mechanical and physico-chemical properties was determined and coatings were found to be of good quality exhibiting low content of an melted particles and good adhesion. The scratch test with and without thermal treatment did not have significant alterations on the values of the critical load. The results obtained on these experiments showed that TiO2 coating on Ti-13Nb-13Zr alloys has good potencial for orthopedics implantations since it exhibits good adhesion and good mechanical properties. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica