Orientador: Marcelo da Costa Ferreira / Banca: Otavio Jorge Grigoli Abi Saab / Banca: Julio Cesar Galli / Resumo: Objetivou-se avaliar a características do tamanho de gota, a distribuição volumétrica, cobertura e deposição por bicos de energia centrífuga e hidráulica, assim como o controle do bicudo-do-algodoeiro e produtividade da cultura do algodão. No Laboratório de Análises do Tamanho de Partículas, com utilização de um medidor de gotas por difração a luz laser, foram realizadas todas as avaliações referentes ao tamanho de gota de todos os experimentos. Na primeira avaliação referente ao tamanho de gotas foi utilizado delineamento inteiramente casualizado com as seguintes variáveis: três dosadores (0,068; 0,129 e 0,181 L.min-1) três rotações (1780, 2760 e 3610 rpm) e duas caldas (água e água com adição de éster metílico) formando um arranjo fatorial 3x3x2 com três repetições. Os mesmos tratamentos foram utilizados para a realização do estudo da distribuição volumétrica. O segundo experimento realizado no laboratório foi com esquema fatorial 3x4+1, sendo três modelos de bicos (TT11001, XR11001 e ECOS), quatro caldas (endosulfan, endosulfan + óleo vegetal, endosulfan + óleo mineral e endosulfan + nonilfenol) com três repetições. Para o terceiro experimento foi utilizado o esquema fatorial 2x2+2, sendo dois modelos de bicos rotativos (Turbotrator e ECOS), duas caldas (endosulfan e endosulfan + óleo vegetal) e duas testemunhas (Com e sem aplicação). Os tratamentos utilizados no segundo e terceiro experimento foram aplicados a campo na UNESP, Câmpus de Jaboticabal-SP, nas safras 2008/2009 e 2009/2010. Foi avaliada a cobertura pelas gotas aspergidas com utilização de papéis hidrossensíveis; a deposição por meio da extração do marcador manganês em espectrofotômetro de absorção atômica; o controle do bicudo-do-algodoeiro e a produtividade da cultura do algodão. De acordo com os resultados pode-se concluir que os bicos de energia centrífuga ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this work was to evaluate the characteristics of the droplet size, distribution volume, coverage and deposition by centrifugal and hydraulic energy nozzles as well as control of the boll weevil and productivity of cotton. In the Laboratory of Particle Size Analysis, using a meter drops by laser light diffraction were carried out all assessments relating to the droplet size for all experiments. In the first evaluation regarding the droplet size was used a randomized design with the following variables: three feeders (0.068, 0.129 and 0.181 L.min-1) three rotations (1780, 2760 and 3610 rpm) and two spay liquids (water and water with addition of methyl ester) to form a 3x3x2 factorial design with three replications. The same treatments were used for the study of the distribution volume. The second experiment was conducted in the laboratory with 3x4 +1, three types of nozzles (TT11001, XR11001 and ECOS), four spray liquids (endosulfan, endosulfan + vegetable oil, endosulfan + mineral oil and endosulfan + nonylphenol) with three replications. For the third experiment we used a factorial 2x2+2, two models of spinning disc atomizerss (Turbotrator and ECOS), two spray liquids (endosulfan + endosulfan and vegetable oil) and two controls (With and without spray). The treatments in the second and third experiment were applied to field level at UNESP in Jaboticabal-SP, harvests in 2008/2009 and 2009/2010. Were evaluated the coverage by droplets sprayed with use of hidrossensitive papers; vi deposition by extracting the marker manganese in atomic absorption spectrophotometer; the control of the boll weevil and productivity of cotton. According to the results we can conclude that the centrifugal energy nozzles are more uniform droplet spectrum consequently less risk of drift when compared to hydraulic energy nozzles. Factors such as speed, flow and addition of adjuvant to interfere ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tato práce se zabývá studií Simplex a SR verze původní trysky používané ve spalovací komoře malého proudového motoru. Pro lepší porozumění procesu rozprašování byl vyroben transparentní model obou trysek v měřítku 10:1. Tvorba spreje u tlakové vířivé trysky je komplexní proces dvoufázového proudění. Vnitřní a vnější proudění bylo zkoumáno pomocí Laserového Dopplerovského Anemometru a vysokorychlostní kamery při vstupních tlacích p = 0.5, 1.0 a 1.5 MPa s použitím kerosinu a p-Cymenu. Z hlediska vnitřního proudění byla provedena charakteristika vzdušného jádra a zkoumán vliv různých SFR hodnot na délku a průměr jádra. Dále byly objasněny rychlostní profily společně s jejich fluktuačními složkami vzhledem k Reynoldsovu číslu a použité kapalině. Také jednoduchý numerický model byl vyvinut k odhadu vnitřního proudění pomocí trackování částic. V případě vnějšího proudění byl zkoumán vliv vstupního tlaku na rozpadovou vzdálenost spreje a úhel kužele spreje.

The aim of the thesis is to put a transparent scaled PMMA model of the pressure swirl nozzle into operation, which includes, the selection of working fluids and the preparation of a test set to allow measurements using optical methods (LDA, PDA, PIV, high-speed visualization). The theoretical part describes the basic theory of atomization, optical measurement methods and deals with the problems of optical transition in optically complex systems. It also includes an extensive search for transparent liquids and materials of enlarged models that have been used in experiments, which often aim to match light refractive indices between these materials. In the practical part, attention is paid to the preparation of the test set and tests of chemical effects of several selected liquids on PMMA material are conducted, including a summary of experience with their use, as there was a permanent damage to the material. Several LDA measurements followed, using kerosene, p-cymene, 1-bromonaphthalene and water, evaluated the effect of the refractive index difference on the results. It turned out that no observable influence occurred if the refractive index difference between the nozzle material and the liquid was small. In addition, a visualization of internal flow through a high-speed camera was made. The practical part closes the static pressure measurement in the nozzle chamber, where the pressure ratio was measured on the walls of the chamber as well as on its axis. The measurement confirmed that the pressure on the chamber walls is constant and varies with the distance from the chamber axis.

Pracovní podmínky atomizérů v reálných operacích v průmyslu a zemědělství se liší od podmínek laboratorních, ve kterých jsou atomizéry testovány. Částečné přiblížení k realističtějším podmínkám nám může poskytnout použití větrného tunelu. Větrný tunel se používá k simulaci okolního proudění. Studium spreje ve větrném tunelu nám poskytne realističtější představu o chování spreje. Tato diplomová práce se zabývá návrhem malého, nízko rychlostního větrného tunelu pro experimenty s tlakovými vířivými tryskami s obtokem v příčném a podélném proudění. Existuje mnoho typů větrných tunelů, ale jako nejvhodnější typ byl zvolen otevřený, výtlačný větrný tunel s uzavřenou testovací sekcí. Výhodou jsou jeho kompaktní rozměry, ochrana částí tunelu před kapičkami spreje a poměrně jednoduchý návrh. Konstrukce větrného tunelu se skládá z několika částí, každá část je zkonstruována tak, aby bylo dosaženo co nejlepší kvality proudu v testovací sekci. Sprej je zkoumán pomocí optických metod Fázové Dopplerovské anemometrie (PDA), Laserové Dopplerovské anemometrie (LDA), Integrální laserová anemometrie (PIV) a pomocí vysokorychlostního záznamu. Tyto optické metody kladou speciální požadavky na konstrukci tunelu, především na konstrukci testovací sekce, která musí umožňovat optický přístup ke spreji a musí být pro tyto měřící techniky uzpůsobena. Rychlost v testovací sekci se pohybuje v rozmezí 0 až 40 m/s s intenzitou turbulence pod 0,7 %. V závěru práce je ukázka vizualizace spreje, v příčném proudění, pomocí vysokorychlostní kamery. Okolní proudění mění rozpadovou vzdálenost spreje, úhel kužele spreje i jeho tvar. Dochází k vymývání menších kapek, které jsou unášeny okolním proudem.

Tlakové vířivé trysky (TVT) jsou používané v mnoha aplikacích, kde je potřebná velká plocha kapek nebo kde povrch musí být nanesen kapalinou, např. spalování, sprejové chlazení nebo nanášení barev. Parametry spreje z TVT jsou úzce spojené s jejich vnitřním prouděním. Obtokové trysky vylepšují koncepci klasických TVT přítomností otvoru, skrz který může kapalina odtékat zpět do nádrže. Díky této koncepci je možné regulovat vstřikovací množství kapaliny změnou průtoku tímto otvorem, zatímco se ve vířivé komůrce udržuje vysoký tlak, který zaručí dobrou kvalitu spreje. Obtokové trysky byly historicky málo prozkoumány a jejich vnitřní proudění nebylo studováno téměř vůbec. V této práci je popsáno vnitřní proudění několika obtokových trysek jak experimentálně, tak numericky. Tato data jsou následně korelována s měřenými vlastnostmi spreje. Výsledky ukazují, že přidání obtokového otvoru silně ovlivní vnitřní proudění i v případech, kdy obtokem neproudí žádná kapalina. V některých případech se vůbec nezformuje vzdušné jádro a tím se destabilizuje výtok z trysky, čímž vznikne nestabilní sprej. Mimoosé obtokové otvory generují a stabilizují vzdušné jádro, což pomáhá formovat kapalinovou stěnu a vysoce kvalitní sprej. Nicméně některé konfigurace změnily charakter rozpadu kapalinové stěny, což se projevilo i na kvalitě spreje. Navíc regulační schopnost a stabilita spreje závisí na vzdálenosti obtokových otvorů od osy vířivé komůrky. Na závěr byla upravena neviskózní teorie, která analyticky popisuje vnitřní proudění v TVT, tak aby byla aplikovatelná i na obtokové trysky. Pomocí tohoto přístupu byla odvozena teoretická predikce výtokového součinitele a velikosti vzdušného jádra v závislosti na obtokovém poměru (SFR). Zároveň byly pro obtokové trysky upraveny empirické korelace původně odvozené pro TVT. Tato práce přináší nový vhled k porozumění vnitřního proudění obtokových trysek a její výsledky najdou uplatnění při jejich návrhu.

This project deals with comparing types and properties of commercial produced incubators for exotic birds. It searches the best solution from these area. In this project are compars individual components and their choice for realization in this project. Then in this project is solution of regulation temperature and humidity in engineered mechanism and discovered parameters of specifically space. Then is developed solution of thermostat and hydrosatat for this prototype. Temperature is changed by Peltier module, who is involved in correct system. Humidity is regulated by resistor humidifier. Complex system is managed by microcontroler. System communicates with PC via USB interface and Ethernet. Solution of this project is maked functional prototyp.

This master’s thesis deals with measurement of spray characteristics of Effervescent atomizers intended for burning waste and heavy fuels. Atomizers were tested on cold test bench by means of Phase Doppler Anemometry. Spray characteristics were evaluated for many different regimes of pressure, temperature and Gas to liquid ratio. The aim of this measurement is to compare flow regimes and their influence on the quality of spray characteristics. The theoretical part describes basic fundamental principles of liquid atomization, effervescent atomization and principles of laser diagnostic methods. The practical part is engaged with improvements in test bench and setting up and optimization of the laser measuring system. Results contain visualization of spray, velocity profiles and drop size distribution in various operating flow regimes of the jet.

Diplomová práce se zabývá experimentální studií vlastností spreje z několika malých tlakových vířivých trysek používaných ve spalovacích komorách proudových motorů. Po desetiletí byla snaha zlepšit jejich rozprašovací charakteristiky a stále jsou možnosti, které nebyly téměř prozkoumány. Výzkum byl proveden za použití různých geometrií jednotlivých dílů trysky za účelem zjištění jejich vlivu na sprej. Byl použit různý počet vstupních portů (2, 3 a 4), různé vířivé komůrky (kulová, kuželová, konvexní, nízká kuželová) a rozdílné návrhy obtokového otvoru (osové, mimosové). Důraz byl kladen na posouzení stability spreje, kde pulzující sprej negativně ovlivňuje provozní charakteristiky spalovací komory. Vlastnosti spreje byly proměřeny fázovým dopplerovským analyzátorem, cirkulární homogenita byla hodnocena mechanickým paternátorem a rozpad kapaliny byl vizualizován pomocí jednoduchého laserového stínografu.

<div>The aviation industry is continuously growing amid tight restrictions on global emission</div><div>reductions. Alternative aviation fuels have gained attention and developed to replace the</div><div>conventional petroleum-derived aviation fuels. The replacement of conventional fuels with</div><div>alternative fuels, which are composed solely of hydrocarbons (non-petroleum), can mitigate</div><div>impacts on the environment and diversify the energy supply, potentially reducing fuel costs.</div><div>To ensure the performance of alternative fuels, extensive laboratory and full-scale engine</div><div>testings are required, thereby a lengthy and expensive process. The National Jet Fuel Combustion</div><div>Program (NJFCP) proposed a plan to reduce this certification process time and</div><div>the cost dramatically by implementing a computational model in the process, which can be</div><div>replaced with some of the testings. This requires an understanding of the influence of chemical/</div><div>physical properties of alternative fuels on combustion performance. The main objective</div><div>of this work is to investigate the spray characteristics of alternative aviation fuels compared</div><div>to that of conventional aviation fuels, which have been characterized by different physical</div><div>liquid properties at different gas turbine-relevant conditions.</div><div>The experimental work focuses on the spray characteristics of standard and alternative</div><div>aviation fuels at three operating conditions such as near lean blowout (LBO), cold engine</div><div>start, and high ambient pressure conditions. The spray generated by a hybrid pressureswirl</div><div>airblast atomizer was investigated by measuring the drop size and drop velocity at</div><div>a different axial distance downstream of the injector using a phase Doppler anemometry</div><div>(PDA) measurement system. This provided an approximate trajectory of the largest droplet</div><div>as it traveled down from the injector. At LBO conditions, the trend of decreasing drop size</div><div>and increasing drop velocity with an increase in gas pressure drop was observed for both</div><div>conventional (A-2) and alternative aviation fuels (C-1, C-5, C-7, and C-8), while the effect of</div><div>fuel injection pressure on the mean drop size and drop velocity was observed to be limited.</div><div>Moreover, the high-speed shadowgraph images were also taken to investigate the effect of</div><div>the pressure drop and fuel injection pressures on the cone angles. Their effects were found</div><div>to be limited on the cone angle.</div><div><div>The spray characteristics of standard (A-2 and A-3) and alternative (C-3) fuels were</div><div>investigated at engine cold-start conditions. At such a crucial condition, sufficient atomization</div><div>needs to be maintained to operate the engine properly. The effect of fuel properties,</div><div>especially the viscosity, was investigated on spray drop size and drop velocity using both</div><div>conventional and alternative aviation fuels. The effect of fuel viscosity was found to be minimal</div><div>and dominated by the effect of the surface tension, even though it showed a weak trend</div><div>of increasing drop size with increasing surface tension. The higher swirler pressure drop</div><div>reduced the drop size and increased drop velocity due to greater inertial force of the gas for</div><div>both conventional and alternative aviation fuels at the cold start condition. However, the</div><div>effect of pressure drop was observed to be reduced at cold start condition compared to the</div><div>results from the LBO condition.</div><div>The final aspect of experimental work focuses on the effect of ambient pressures on the</div><div>spray characteristics for both conventional (A-2) and alternative (C-5) aviation fuels. Advanced</div><div>aviation technology, especially in turbomachinery, has resulted in a greater pressure</div><div>ratio in the compressor; therefore, greater pressure in combustors for better thermal efficiency.</div><div>The effect of ambient pressure on drop size, drop velocity, and spray cone angle was</div><div>investigated using the PDA system and simultaneous Planar Laser-Induced Fluorescence</div><div>(PLIF) and Mie scattering measurement. A significant reduction in mean drop size was</div><div>observed with increasing ambient pressure, up to 5 bar. However, the reduction in the mean</div><div>drop size was found to be limited with a further increase in the ambient pressure. The effect</div><div>of the pressure drop across the swirler was observed to be significant at ambient pressure of</div><div>5 bar. The spray cone angle estimation at near the swirler exit and at 25.4 mm downstream</div><div>from the swirler exit plane using instantaneous Mie images was found to be independent of</div><div>ambient pressure. However, the cone angle at measurement plane of 18 mm in the spray</div><div>was observed to increase with increasing ambient pressure due to entrainment of smaller</div><div>droplets at higher ambient pressure. Furthermore, the fuel droplet and vapor distribution in</div><div>the spray were imaged and identified by comparing instantaneous PLIF and Mie images.</div><div>Lastly, a semi-empirical model was also developed using a phenomenological three-step</div><div>approach for the atomization process of the hybrid pressure-swirl airblast atomizer. This</div><div>model includes three sub-models: pressure-swirl spray droplet formation, droplet impingement, and film formation, and aerodynamic breakup. The model predicted drop sizes as a</div><div>function of ALR, atomizing gas velocity, surface tension, density, and ligament length and</div><div>diameter and successfully demonstrated the drop size trend observed with fuel viscosity,</div><div>surface tension, pressure drop, and ambient pressure. The model provided insights into the</div><div>effect of fuel properties and engine operating parameters on the drop size. More experimental</div><div>work is required to validate the model over a wider range of operating conditions and</div><div>physical fuel properties.</div><div>Overall, this work provides valuable information to increase understanding of the spray</div><div>characteristics of conventional and alternative aviation fuels at various engine operating</div><div>conditions. This work can provide valuable data for developing an advanced computational</div><div>combustor model, ultimately expediting the certification of new alternative aviation fuels.</div></div>

Für technische Zerstäubungsprozesse wird häufig eine Flüssigkeitsmenge durch die kinetische Energie eines Hochgeschwindigkeitsgases in einem Luftstromzerstäuber in Einzeltropfen dispergiert. In einem Prefilming-Luftstromzerstäuber befindet sich die zu zerstäubende Flüssigkeit zuerst auf einer Oberfläche (Prefilming-Oberfläche) um einen dünnen Flüssigkeitsfilm zu bilden, bevor sie einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom ausgesetzt wird. Das erste Ziel dieser Untersuchungen ist, den Zerstäubungsmechanismus der Prefilming-Zerstäuber zu verstehen und den Effekt variierender Parameter des Sprühsystems beim Zerfallsmechanismus zu ermitteln. Zerfallsregime in der Nähe des Zerstäuberauslasses wurden mittels Schattenverfahren und begleitend durch Partikelverfolgung bestimmt. Im nächsten Schritt wird die Sprühleistung des Prefilming-Luftstromzerstäubers in einer Reihe von Testbedingungen charakterisiert. Die Sprühcharakterisierung wurde mittels Phasen-Doppler-Anemometrie (PDA) durchgeführt um den Einfluss verschiedener Parameter auf die lokale Tropfengröße und Geschwindigkeit im Spray zu untersuchen. Zuletzt werden Zukunftsansätze zu Entwicklung und Design eines Prefilming-Luftstromzerstäubers aufgezeigt. Um einen einzigartigen funktionellen Zusammenhang der experimentellen Daten zu entwickeln, wurde eine Dimensionsanalyse durchgeführt. Darauffolgend zeigt der Einfluss von zwei dimensionslosen Kennzahlen unterschiedliche Sensitivitäten in Abhängigkeit vom Druckbereich und es wurde durch Anpassen der Daten eine geeigneten Korrelationsfunktion hergeteiltet. / A bulk of liquid dispersed into single droplets using the kinetic energy of a high-velocity gas in an air-blast atomizer is frequently employed in technical atomization processes. In a prefilming air-blast atomizer, the atomizing liquid is primary situated on a surface (prefilming surface) to form a thin liquid film before exposing to a high-velocity air flow. The first purpose of this study is to understand atomization mechanisms close to prefilming atomizers and to determine the effect of spray system parameter variations on breakup mechanisms. Breakup regimes in the vicinity of the atomizer exit were determined using the shadowgraphy technique associated with particle tracking. In a next step, the spray performance of prefilming air-blast atomizers are characterized in a wide range of test conditions. For the spray characterization, a phase Doppler anemometry (PDA) was utilized to investigate the influence of variable parameters on the local droplet size and velocity in a spray. Finally, prediction approaches are determined for the development and design of a prefilming air-blast atomizer. In order to develop a unique functional relationship from experimental data, a dimensional analysis has been performed. Subsequently, the influence of two main nondimensional numbers shows different sensitivities depending on the pressure range and was quantified by fitting the data to appropriate correlation functions.