Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T20:54:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sekiya_EdsonHaruhico_M.pdf: 6646268 bytes, checksum: 3d993a589ddf3f687472d5b1f3c65498 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A sílica vítrea é um material de grande interesse científico e tecnológico devido às suas propriedades físicas e químicas, tendo um vasto campo de aplicações avançadas, em particular na área da tecnologia de informação. Existem vários métodos de manufatura da sílica vítrea, sendo que a qualidade final do produto depende da matéria-prima e da técnica de processamento utilizado. Em aplicações ópticas, a sílica vítrea deve ser livre de bolhas e com baixa concentração de hidroxilas, visto que eles afetam a resistência mecânica e interferem na transmitância óptica. Neste estudo, utilizamos a técnica de Verneuil de fusão com chama, para a preparação de sílica vítrea de alta qualidade. Para estudar a geração de bolhas e incorporação de hidroxilas, utilizamos dois tipos de pós: pó de quartzo natural purificado e pó de sílica sintética sol-gel; e dois tipos de chama: chama GC2/¿O IND. 2¿ e GLP/¿O IND. 2¿ com diferentes relações de mistura dos gases. Para as amostras fundidas a partir do pó de quartzo natural, observamos que há uma grande quantidade de bolhas geradas são a partir de inclusões fluídas presentes no pó, no entanto, essas bolhas colapsam durante o processo de fusão, obtendo-se tarugos livre de bolhas. Para a chama de GC2/¿O IND. 2¿ obtivemos que a concentração de hidroxilas e de bolhas são influenciados pela mistura dos gases, diminuindo para as misturas mais redutoras. Utilizando uma mistura de GC2/¿O IND. 2¿ = 0,40 obtivemos uma sílica vítrea livre de bolhas e com baixa concentração de hidroxilas ('< ou =¿ 100 ppm) / Abstract: Due to its exceptional physical and chemical properties, silica glass has been one of the most interesting material from both, scientific and technological points of view. The silica glass has a large spectra of advanced applications, in particular to the area of information technology. Several methods can be used for the production of silica glass, and the final quality of the product depends of raw-material and on the processing technique. For optical applications, the silica glass must be bubble-free with low hydroxyl content, once they interfere on the mechanical resistance and degenerate the optical transmittance. ln this study, the flame fused Verneuil technique has been used to prepare high purity silica glass. ln order to study bubbles generation and hydroxyl incorporation, two types of powders were used: purified natural quartz and synthetic sol-gel silica. And also, two types of flames, LPG/¿O IND. 2¿ and GC2/¿O IND. 2¿ flames with different mixtures, were used to conduct the experiment. It was observed that for samples fused from natural quartz powder, a high concentration of small bubbles are generated from the inclusions present in the grain during fusion process, but such bubbles are collapsed as the fusion progresses to form bubble-free ingot. A strong dependence of the remained bubbles and hydroxyl concentrations with the mixture ratio of GC2/¿O IND. 2¿ flame was observed, decreasing its concentration for more reductive flame. A bubble-free silica glass with low concentration ('< ou =¿ 100 ppm) was obtained with 0,40 of GC2/¿O IND. 2¿ ratio / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Andrade de Carvalho / Coorientador: Andrés Armando Mendiburu Zevallos / Banca: Eliana Vieira Canettieri / Banca: Cristiane Aparecida Martins / Banca: Christian Jeremi Coronado Rodríguez / Banca: Marco Antonio Rosa do Nascimento / Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a determinação experimental da velocidade laminar de chamas pré-misturadas de misturas de etanol anidro - ar na temperatura ambiente, em pressões variadas utilizando-se de uma bancada construída para este fim. Misturas com diferentes razões de equivalência, inclusive com valores próximos aos limites de inflamabilidade, foram testadas em pressões sub-atmosféricas utilizando-se a bancada cuja construção foi aqui desenvolvida. Os resultados obtidos para velocidades de combustão de chamas pré-misturadas, com diferentes razões de equivalência e diferentes pressões ambientes sub atmosféricas, são inéditos. Os experimentos foram realizados a 80, 60, 40 e 20 kPa. Este trabalho, portanto, é de importância geral em combustão. A maior inovação é a determinação da velocidade de chamas pré-misturadas de etanol anidro com ar, em atmosfera controlada e com pressões menores que a atmosférica e com razões de misturas próximas ao limite de inflamabilidade. É de importância também para futuros estudos de combustão de etanol e para o desenvolvimento de modelos de combustão de etanol / Abstract: This work proposes as objective the experimental determination of the laminar velocity of premixed flames of anhydrous ethanol - air mixtures at room temperature, at varying pressures using the built for this bench. Mixtures with different equivalence ratios, including values close to flammability limits, were tested at sub-atmospheric pressures using this bench. The results obtained for pre-mixed flame combustion velocities with different equivalence ratios and different sub atmospheric ambient pressures are inedit. The experiments were performed at 80, 60, 40 and 20 kPa. This work, therefore, is of general importance in combustion. The major innovation is the determination of the rate of consumption of premixed anhydrous ethanol with air flames, in controlled atmosphere and with pressures lower than atmospheric and with mixing ratios close to the flammability limit. It is also of importance for future ethanol combustion studies and for the development of ethanol combustion models / Doutor

Orientador: José Anchieta Gomes Neto / Coorientador: Adriana Paiva de Oliveira / Banca: Márcia Andreia Mesquita Silva da Veiga / Banca: Gian Paulo Giovanni Freschi / Resumo: Este trabalho descreve estratégias instrumentais para a determinação de Mn em amplo intervalo de concentração por espectrometria absorção atômica em chama com fonte contínua e de alta resolução (HR-CS FAAS), por meio do uso de diferentes linhas atômicas (principal, secundária, alternativa ou o ajuste do arranjo instrumental) desde que seus intervalos de concentração se completem, sem a necessidade de amplas diluições da amostra. O método proposto foi aplicado as amostras de água de abastecimento, fertilizante foliar, poli vitamínico e material certificado de ligas metálicas. A exaltidão e precisão foram avaliadas por testes de significância (t de student e t - pareado), adição e recuperação, e materiais de referência do Instituto de Pesquisa Tecnológica do Estado de São Paulo, e os resultados foram concordantes ao nível de 95% de confiança em sua grande maioria. Obteve-se curvas analíticas nos intervalos 0,1-2 mg L-1 (279,482 nm), 2-25 mg L-1 (403,075 nm), 25-500 mg L-1 (209,250 nm ou 403,075 nm com queimador a 90 graus), com coeficiente de correlação linear melhor do que 0,9936 em ambas as técnicas (utilizou a espectrometria de absorção atômica em chama com fonte de linhas - LS FAAS - como técnica comparativa). Os limites de detecção para a HR-CS FAAS foram 1,1x10-3 mg L-1 (279,482 nm), 9,8 x 10-3 mg L-1 (403,075 nm), 1,7 mg L-1 (209,250 nm), 7,3x10-2 mg L-1 (403,075 nm com queimador a 90 graus), e para a LS FAAS foram 1,0x10-2 mg L-1, 0,10 mg L-1, 24,8 mg L-1, 7,0 mg L-1, respectivamente. Em HR-CS FAAS, o RSD% variou 0,9 a 1,3, enquanto para a LS FAAS variou 1,1 a 11,8%. As concentrações encontradas pela HR-CS FAAS foram: < 1,1x10-3 mg L-1 (água de abastecimento)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper describes instrumental strategies for the determination of Mn in a wide range concentration by high-resolution continuum source flame atomic absorption spectrometry technique (HR-CS FAAS) by means of different atomic lines (primary, secondary, alternative or adjusting the instrumental arrangement) provided that their concentration intervals complete one another, without need for large sample dilutions. The proposed method was applied to water, foliar fertilizer, poly vitamin and metal alloys certified materials. Accuracy and precision were evaluated by tests of significance (Student's t test and paired - t test), addition and recovery, and reference materials from the Institute of Technological Research of São Paulo. Analytical curves in the intervals 0.1-2 mg L-1 (279.482 nm), 2-25 mg L-1 (403.075 nm), 25-500 mg L-1 (209.250 nm or 403.075 nm burner 90 degrees) were obtained with linear correlation coefficient better than 0.9936. Line source flame atomic absorption spectrometry (LS FAAS) were used as a comparative technique. The detection limits HR-CS FAAS were 1.1x10-3 mg L-1 (279.482 nm), 9.8 x 10-3 mg L-1 (403.075 nm), 1.7 mg L-1 (209.250 nm), 7.3x10-2 mg L-1 (403.075 nm burner 90 degrees). And by LS FAAS were 1.0x10-2 mg L-1, 0.10 mg L-1, 24.8 mg L-1, 7.0 mg L-1 respectively. In HR-CS FAAS, the RSD ranged from 0.9 to 1.3%, while for LS FAAS from 1.1 to 11.8%. The Mn concentrations found by HR-CS FAAS were < 1.1x10-3 mg L-1 (water supply), 4728 ± 62 mg L-1 (foliar fertilizer), 3.65 ± 2 mg g-1 (poly vitamin), 0.709 ± 0.116 mg L-1 (Alloy 14A), 0.998 ± 0.042 mg L-1 (alloy 25). For LS FAAS, the concentrations wer... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-29Bitstream added on 2014-06-13T19:58:46Z : No. of bitstreams: 1 santos_bas_me_araiq_parcial.pdf: 140847 bytes, checksum: e8b2160128eaa3da3d1484fbcf67ae66 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-05-28T14:25:11Z: santos_bas_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-05-28T14:26:14Z : No. of bitstreams: 1 000712512_20150603.pdf: 130802 bytes, checksum: bdb6945e08e2e94a92c03994c911bda2 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:39Z: 000712512_20150603.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:06Z : No. of bitstreams: 1 000712512.pdf: 693882 bytes, checksum: 00545a9471b1789616ed3f2c302bb891 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho descreve estratégias instrumentais para a determinação de Mn em amplo intervalo de concentração por espectrometria absorção atômica em chama com fonte contínua e de alta resolução (HR-CS FAAS), por meio do uso de diferentes linhas atômicas (principal, secundária, alternativa ou o ajuste do arranjo instrumental) desde que seus intervalos de concentração se completem, sem a necessidade de amplas diluições da amostra. O método proposto foi aplicado as amostras de água de abastecimento, fertilizante foliar, poli vitamínico e material certificado de ligas metálicas. A exaltidão e precisão foram avaliadas por testes de significância (t de student e t - pareado), adição e recuperação, e materiais de referência do Instituto de Pesquisa Tecnológica do Estado de São Paulo, e os resultados foram concordantes ao nível de 95% de confiança em sua grande maioria. Obteve-se curvas analíticas nos intervalos 0,1-2 mg L-1 (279,482 nm), 2-25 mg L-1 (403,075 nm), 25-500 mg L-1 (209,250 nm ou 403,075 nm com queimador a 90 graus), com coeficiente de correlação linear melhor do que 0,9936 em ambas as técnicas (utilizou a espectrometria de absorção atômica em chama com fonte de linhas - LS FAAS - como técnica comparativa). Os limites de detecção para a HR-CS FAAS foram 1,1x10-3 mg L-1 (279,482 nm), 9,8 x 10-3 mg L-1 (403,075 nm), 1,7 mg L-1 (209,250 nm), 7,3x10-2 mg L-1 (403,075 nm com queimador a 90 graus), e para a LS FAAS foram 1,0x10-2 mg L-1, 0,10 mg L-1, 24,8 mg L-1, 7,0 mg L-1, respectivamente. Em HR-CS FAAS, o RSD% variou 0,9 a 1,3, enquanto para a LS FAAS variou 1,1 a 11,8%. As concentrações encontradas pela HR-CS FAAS foram: < 1,1x10-3 mg L-1 (água de abastecimento)... / This paper describes instrumental strategies for the determination of Mn in a wide range concentration by high-resolution continuum source flame atomic absorption spectrometry technique (HR-CS FAAS) by means of different atomic lines (primary, secondary, alternative or adjusting the instrumental arrangement) provided that their concentration intervals complete one another, without need for large sample dilutions. The proposed method was applied to water, foliar fertilizer, poly vitamin and metal alloys certified materials. Accuracy and precision were evaluated by tests of significance (Student's t test and paired - t test), addition and recovery, and reference materials from the Institute of Technological Research of São Paulo. Analytical curves in the intervals 0.1-2 mg L-1 (279.482 nm), 2-25 mg L-1 (403.075 nm), 25-500 mg L-1 (209.250 nm or 403.075 nm burner 90 degrees) were obtained with linear correlation coefficient better than 0.9936. Line source flame atomic absorption spectrometry (LS FAAS) were used as a comparative technique. The detection limits HR-CS FAAS were 1.1x10-3 mg L-1 (279.482 nm), 9.8 x 10-3 mg L-1 (403.075 nm), 1.7 mg L-1 (209.250 nm), 7.3x10-2 mg L-1 (403.075 nm burner 90 degrees). And by LS FAAS were 1.0x10-2 mg L-1, 0.10 mg L-1, 24.8 mg L-1, 7.0 mg L-1 respectively. In HR-CS FAAS, the RSD ranged from 0.9 to 1.3%, while for LS FAAS from 1.1 to 11.8%. The Mn concentrations found by HR-CS FAAS were < 1.1x10-3 mg L-1 (water supply), 4728 ± 62 mg L-1 (foliar fertilizer), 3.65 ± 2 mg g-1 (poly vitamin), 0.709 ± 0.116 mg L-1 (Alloy 14A), 0.998 ± 0.042 mg L-1 (alloy 25). For LS FAAS, the concentrations wer... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-31T16:28:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1887138 bytes, checksum: b259883126417dab59f8a394dc375d7c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T16:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1887138 bytes, checksum: b259883126417dab59f8a394dc375d7c (MD5) Previous issue date: 2013-03-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O carvão vegetal é um importante insumo na cadeia produtiva do ferro gusa no estado de minas gerais. Entretanto, sua produção recebe muitas críticas devido às elevadas emissões de poluentes e gases causadores de efeito estufa. Essas críticas podem, por outro lado, serem mitigadas com a incineração dos gases gerados, reduzindo as emissões a dióxido de carbono e água. A incineração dos gases abre novas oportunidades de negócios, pois a energia gerada durante o processo de incineração tem potencial para ser transformada em energia elétrica, gerando mais receita aos produtores, e ainda usada na secagem da madeira a ser carbonizada, diminuindo o tempo de ciclo de produção, aumentando a capacidade produtiva e, consequentemente, a renda dos produtores. O aproveitamento dos subprodutos da carbonização da madeira para a produção de carvão vegetal não é muito explorado na literatura. Alguns trabalhos experimentais objetivando incinerar os gases gerados foram conduzidos em empresas e na academia, porém não existe um método formal para dimensionamento desses sistemas. Desse modo, esse trabalho foi desenvolvido para criar uma metodologia coerente para dimensionamento de câmaras de combustão cilíndricas, sem uso de energia elétrica em sopradores ou geradores de centelha, obtendo-seequações para o projeto de câmaras de queima cilíndricas para gases de combustão provenientes do processo de carbonização. A produção rudimentar em fornos de alvenaria gera passivos sociais econômicos e ambientais devido à emissão de gases poluentes e de efeito estufa. Uma solução para esse problema é a incineração dos gases gerados durante o processo de carbonização. Entretanto, é importante que o processo de incineração de gases não influencie negativamente os padrões de qualidade do carvão produzido. Por esse motivo este trabalho foi feito, objetivando a construção e avaliação de um protótipo de um incinerador de gases provenientes da carbonização de baixo custo e fácil construção, além de avaliar se a incineração dos gases gera impactos negativos na qualidade do carvão. Os resultados indicam que o protótipo funcionou satisfatoriamente, reduzindo a emissão de metano em 99,8 % e 74,14 % da emissão de monóxido de carbono e não houve indícios de que a incineração dos gases piorou a qualidade do carvão produzido. Entretanto, modificações para a melhoria do incinerator devem ser feitas para, reduzir as emissões de monóxido de carbono ao máximo. Um modelo em CFD foi testado, usando os dados do protótipo construído. Considerando a alta variabilidade do processo de carbonização, bem como variáveis difíceis de prever, como intempéries, pode-se afirmar que os resultados mostram boa concordância entre as simulações e os resultados experimentais. Após a validação do modelo, foi possível propor um metamodelo, baseado em CFD, que foi utilizado para propor melhoriasno projeto da câmara de combustão, visto que não é reportado na literatura uma metodologia adequada para projetos dessa natureza. Foi utilizado um metamodelo, construindo uma superfície de resposta usando o método de Kriging. O bom ajustamento do metamodelo tornou possível a aplicação da otimização multi-objetivo, por meio do uso de um algoritmo genético. A solução ótima escolhida deu subsídios para o levantamento de parâmetros de projeto e uma metodologia para o dimensionamento de câmaras de combustão cilíndricas para gases advindos do processo de carbonização foi desenvolvida. / Charcoal is an important input in the pig iron productive chain in Minas Gerais State, Brazil. However, its production is highly criticized because of the elevated emissions of pollutants and gases that cause the greenhouse effect. Thiscriticism can, however, be mitigated through incineration of the gases generated, thereby reducing emissions of carbon dioxide and water. Incineration of gases opens up new business opportunities, since the energy generated during the incineration process can be transformed into electric energy, generating more income to the producers, and it can also be used in the drying of the wood to be burnt, reducing the production time cycle and increasing productive capacity and consequently the income of producers. The use of by-products of wood carbonization to produce charcoal is not very exploited in literature. Some experimental research aimed at incinerating the generated gases has been conducted by companies and in the academic circle; however, there is no formal method to design these systems. Thus, this study was carried out to create a coherent methodology todesign cylindrical combustion chambers without the use of electric energy in blowers or sparkers, developing equations to project cylindrical combustion chambers for gases originated from the carbonization process. The rough production in masonry ovens generates social, economic and environmental liabilities due to the emission of pollutant and greenhouse gases. A solution to this problem is the incineration of the gases generated during the carbonization process.However, it is important that the gas incineration process not influence the quality standards of the charcoal producednegatively. For this reason, we conducted this study in order tobuild and evaluate a low cost and easily constructible prototype of an incinerator of gases originated from carbonization, in addition to verifying if gas incineration has negative impacts on charcoal quality. Results indicated that the prototype worked satisfactorily, reducing emission of methane by 99.8, and carbon monoxide by 74.14%, and there were no signs that incineration of gases worsened the quality of charcoal produced. However, modifications for the improvement of the incinerator should be done so as to reduce carbon emissions as much as possible. A CFD model was tested using the data from the prototype built.Given the high variability of the carbonization process, as well as the variables difficult to predict such as bad weather, we can affirm that the results show a good agreement between simulations and experimental results. After validating the model, it was possible to propose a CFD-based meta-model, which was utilized to propose improvements in the combustion chamber project, given that the literature does not report any appropriate methodology for projects of this nature. We used a meta- model, creating a response surface using the Kriging method. The good fit of the meta- model made it possible to apply the multi-objective optimization through a genetic algorithm. The optimal solution chosen allowed for the creation of project parameters, and a methodology to design cylindrical combustion chambers for gases generated by the carbonization process was developed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:37:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338917.pdf: 6278500 bytes, checksum: e322df7d608322d2f71861aa013ddada (MD5) Previous issue date: 2015 / Abstract : The laminar flame speed is a physicochemical parameter of the combustion of premixed mixtures. It is relevant in the design and analysis of combustion systems, such as internal combustion engines and gas turbines, in risk analysis of accidents with gas fuels, as well as, a global target to the development of detailed chemical kinetics models for combustion. Here, the laminar flame speeds of ethanol, iso-octane, n-heptane, gasoline, gasoline with 27% ethanol in volume, two surrogates for the gasoline and the gasoline with ethanol, in mixture with dry air were measured at 100 kPa, temperature range from 298 K to 408 K, and equivalence ratio from 0.6 to 1.4. The measurements were made in a constant volume reactor equipped with a high-speed camera (10000 FPS), for the visualization of the spherically expanding flame front propagation using the Schlieren method. Unstretched laminar flame speed was obtained through extrapolation using a linear relation between flame stretch rate and flame propagation velocity. The effect of temperature on flame speed was evidenced and two empirical equations were curve fitted to the measurements relating the flame speed to the equivalence ratio. A global equation to calculate laminar flame speed as a function of equivalence ratio and temperature was also curve-fitted for each fuel. The results agree with values found in the literature for the pure substances within 10 %. The temperature dependence parameter is also in good agreement with the literature within an error band of 10 % of the measurement. The deviation from the curve-fitted equations and the measurements is smaller than 4%. The surrogate proposed also represented with great accuracy the laminar flame speed of the gasoline and the gasoline with ethanol addition, with a maximum difference of 2 %.<br> / A velocidade de chama laminar é uma característica físico-química da combustão de misturas contendo oxidante e combustível pré-misturados. É um parâmetro utilizado no projeto e análise de sistemas de combustão, como motores e turbinas a gás, nas análises de risco, como em acidentes envolvendo gases, e como parâmetro global para o desenvolvimento de modelos de cinética química de combustão. Nesse trabalho, a velocidade de chama laminar foi medida para os seguintes combustíveis: etanol, iso-octano, n-heptano, gasolina, gasolina com adição de 27% de etanol, e duas misturas que emulam o comportamento (surrogates) da gasolina e da gasolina com adição de etanol. As condições iniciais para os experimentos foram 100 kPa, temperaturas variando de 298 K até 408 K, e razão de equivalência de 0,6 até 1,4. Os experimentos foram realizados em um reator de volume constante, equipado com uma câmera de alta velocidade (10000 FPS) usada para a visualização da propagação da frente de chama no interior do reator com o método Schlieren. A velocidade de chama laminar plana foi obtida através da extrapolação linear da relação entre a velocidade de propagação da chama e a taxa de estiramento. O parâmetro de dependência com a temperatura foi calculado para cada combustível em cada razão de equivalência. Duas curvas de ajuste dos dados experimentais (função polinomial de terceiro grau e exponencial) foram obtidas para relacionar velocidade de chama laminar e razão de equivalência para cada temperatura. Uma equação global para calcular velocidade de chama laminar em função de temperatura e razão de equivalência para cada combustível também foi determinada. O resultados obtidos mostram uma boa concordância com a literatura, com diferenças menores que 10 % para as substâncias puras. O parâmetro de dependência com a temperatura também está em boa concordância com os valores encontrados na literatura dentro da faixa de erro experimental de 10 % do valor medido. O uso da equação global resulta em desvio menor que 4 % para os valores medidos. Os surrogates investigados representam a velocidade de chama laminar da gasolina e da gasolina com adição de etanol dentro de um desvio de máximo de 2 %.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-31Bitstream added on 2014-06-13T19:46:39Z : No. of bitstreams: 1 rocha_ama_dr_guara.pdf: 5646365 bytes, checksum: 36f5cf9b692f786dcf5678d3b5c3474f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O processo de queima que se utiliza um campo acústico (combustão pulsante) para obter oscilação acústica, apresenta algumas vantagens já estabelecidas na literatura, tendo-se por referência o processo de queima convencional, podendo ser o campo acústico induzido por atuadores externos ou não. Exemplos destas vantagens incluem a minimização da emissão de poluentes e dos custos de investimento/operação, incluindo a redução de consumo de combustíveis e a maximização das taxas de transferência convectiva de calor. Entretanto, para sua aplicação prática, torna-se necessário o estudo dos fenômenos que envolvem o processo de combustão, ainda não devidamente equacionados. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho é realizar uma criteriosa investigação experimental sobre como os diversos parâmetros que controlam ou descrevem a situação de queima em uma chama difusiva livre turbulenta de gás natural se comportam com a presença de um campo acústico. Para tal foi adaptada uma instalação (queimador de Delft), disponível no Laboratório Associado de Combustão e Propulsão do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, com um sistema de atuação acústica. Tal sistema operacional possui chama turbulenta difusiva de gás natural, tipo jato, tendo sido escolhido, devido à sua geometria de chama ser mais simples e por apresentar na literatura um banco de dados já disponível, no que se refere aos processos físicos e químicos que ali se desenvolvem na situação sem atuação acústica, o que possibilita uma melhor compreensão da influência acústica sobre tais processos. / A burning process using an acoustic field to obtain pulse combustion presents potential advantages over the conventional combustion process. The acoustic field can be introduced by external actuators or not. Examples of these advantages include minimization of pollutants emission rates as well as of investment and operation cost reductions and maximization of convective heat transfer rates. However, for practical applications of pulse combustion it is necessary to further study the phenomena involved in this process, which are still not properly known yet. The main objective of this work is to conduct a though experimental investigation on the parameters that control and describe combustion in a free turbulent diffusion flame of natural gas under an acoustic field. An existing Delft burner was adapted for the study. This system was chosen because, besides its simplicity, there is also an extensive data set in the literature, describing the physical and chemical processes that occur under conventional combustion operation, allowing a better understanding of the influence of the acoustic field.

Orientador: Pedro Teixeira Lacava / Coorientador: João Andrade de Carvalho Junior / Banca: Paulo Magalhães Filho / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Banca: Demetrio Bastos Neto / Banca: Amir Antonio Martins de Oliveira Junior / Resumo: O processo de queima que se utiliza um campo acústico (combustão pulsante) para obter oscilação acústica, apresenta algumas vantagens já estabelecidas na literatura, tendo-se por referência o processo de queima convencional, podendo ser o campo acústico induzido por atuadores externos ou não. Exemplos destas vantagens incluem a minimização da emissão de poluentes e dos custos de investimento/operação, incluindo a redução de consumo de combustíveis e a maximização das taxas de transferência convectiva de calor. Entretanto, para sua aplicação prática, torna-se necessário o estudo dos fenômenos que envolvem o processo de combustão, ainda não devidamente equacionados. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho é realizar uma criteriosa investigação experimental sobre como os diversos parâmetros que controlam ou descrevem a situação de queima em uma chama difusiva livre turbulenta de gás natural se comportam com a presença de um campo acústico. Para tal foi adaptada uma instalação (queimador de Delft), disponível no Laboratório Associado de Combustão e Propulsão do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, com um sistema de atuação acústica. Tal sistema operacional possui chama turbulenta difusiva de gás natural, tipo jato, tendo sido escolhido, devido à sua geometria de chama ser mais simples e por apresentar na literatura um banco de dados já disponível, no que se refere aos processos físicos e químicos que ali se desenvolvem na situação sem atuação acústica, o que possibilita uma melhor compreensão da influência acústica sobre tais processos / Abstract: A burning process using an acoustic field to obtain pulse combustion presents potential advantages over the conventional combustion process. The acoustic field can be introduced by external actuators or not. Examples of these advantages include minimization of pollutants emission rates as well as of investment and operation cost reductions and maximization of convective heat transfer rates. However, for practical applications of pulse combustion it is necessary to further study the phenomena involved in this process, which are still not properly known yet. The main objective of this work is to conduct a though experimental investigation on the parameters that control and describe combustion in a free turbulent diffusion flame of natural gas under an acoustic field. An existing Delft burner was adapted for the study. This system was chosen because, besides its simplicity, there is also an extensive data set in the literature, describing the physical and chemical processes that occur under conventional combustion operation, allowing a better understanding of the influence of the acoustic field / Doutor

Orientador : Leonardo Goldstein Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T23:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AlexAlissonBandeira_M.pdf: 7769516 bytes, checksum: c87ff1ef5fec5dc00dd89cdafed132a5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A formação da fuligem em sistemas de combustão industrial constitui tema de interesse da engenharia, pois a presença da fuligem na chama aumenta a transferência de calor dos produtos da combustão por radiação térmica, o que é desejável, mas constitui um problema ambiental quando é emitida para a atmosfera. O presente trabalho avalia a influência da variação do teor de 02 e da velocidade do ar na formação da fuligem e na temperatura em chamas difusas de acetileno, em um queimador com injeção coaxial e anular de ar. A metodologia utilizada para o cálculo da concentração da fuligem foi a técnica não intrusiva da extinção da luz de laser. O estudo foi realizado com níveis baixos de enriquecimento, em que o teor volumétrico de O2 no ar é menor que trinta por cento, não requerendo adaptações significativas dos equipamentos. Além do efeito do enriquecimento, foi estudado o da variação da velocidade do ar, verificando-se a influência conjunta destes dois fatores na formação da fuligem. Os resultados sugerem que a utilização em conjunto da variação do teor de O2 e da velocidade do ar podem proporcionar uma ferramenta de controle da formação da fuligem, seja para o aumento e/ou para a redução desta / Abstract: Soot formation in industrial combustion systems constitutes an important theme of engineering interest. The presence of soot in the flame increases the heat transfer from the combustion gases by thermal radiation, but may constitute an environmental problem when emitted in the atmosphere. This work evaluates the influence ofthe oxygen index and air velocity in soot formation and in the temperature of acetylene diffusion flames, produced in a burner with paralle1 anullar coaxial oxidizer flow. The rnethodology used for calculation of the soot concentration was the non intrusive technique based on laser light extinction. In this work the enrichment level was varied as well as air velocity, to verify the influence of both factors in soot formation. The results suggest that the cornbined use of both the oxygen content and air velocity can provide a control toei for soot formation, which level can be increased or decreased. The results concern a oxygen index in the air smaller than thirty percent, which does not require significant existing equipment changes / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Luiz Antonio Daniel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarcosRobertoda_D.pdf: 15666426 bytes, checksum: f8b5a6abbcda2efe03c044093545315f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Várias técnicas vêm sendo empregadas nos sistemas de produção agrícola para alcançar os objetivos focados na sustentabilidade. Táticas ou ferramentas de manejo são adotadas a fim de propiciar maior produtividade, menor impacto sobre os recursos naturais e melhor desenvolvimento humano. O controle de plantas daninhas nestes sistemas tem demandado constantes estudos para melhoria de desempenho onde várias práticas são adotadas, dentre elas o controle biológico, químico e físico. No caso do controle físico podem ser considerados, além do método mecânico, os métodos que utilizam altas temperaturas, denominados flamejamento. O flamejamento tem como objetivo a exposição das plantas daninhas ao calor, por um espaço de tempo, suficiente para evaporar a água presente nas células das plantas. Com isso as células se rompem e a movimentação de água fica comprometida, causando assim o seu murchamento e morte. O método no passado foi muito utilizado no exterior, principalmente nos EUA e na Europa, e atualmente a sua aplicação ressurge entre os produtores desses países que de alguma forma não utilizam ou diminuíram o uso de defensivos, seja por filosofia ou por necessidade. No Brasil os flamejadores praticamente inexistem e não se encontram registros sobre a sua utilização ou fabricantes desse tipo de equipamento. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a eficiência do uso de dois diferentes protótipos experimentais de flamejadores no controle de plantas daninhas. O estudo foi desenvolvido no Centro de Engenharia e Automação de Jundiaí do IAC onde foi adaptada uma estrutura existente para ensaios com semeadoras. Durante o desenvolvimento do plano de pesquisa foram realizados vários ensaios para caracterização funcional dos queimadores de chama direta e infravermelho. Posteriormente, foram construídos dois modelos experimentais de flamejadores, um de chama direta e outro de chama indireta (infravermelho) baseados nos resultados obtidos na fase de caracterização. Foram utilizadas quatro espécies de plantas daninhas consideradas de importância econômica para determinar a eficiência dos flamejadores. Os ensaios permitiram obter inúmeras informações acerca do funcionamento dos flamejadores em diferentes condições e testar vários procedimentos. Foi também realizada uma análise da influência do calor sobre as espécies vegetais em função dos tratamentos adotados. As plantas expostas ao flamejamento apresentaram um melhor controle quando as velocidades de deslocamento foram menores (2 e 3 km h-1), enquanto que em velocidades maiores (4 e 5 km h -1) as plantas sofreram injúrias o suficiente para o controle ser considerado satisfatório. As temperaturas a que foram expostas as plantas (135 a 409 ºC) em todos os tratamentos foram acima do recomendado na literatura como letais e prejudiciais ao desenvolvimento dos organismos vegetais. As espécies capim-braquiária e capim-colonião apresentaram maior resistência ao calor e as espécies corda-de-viola e picão-preto praticamente não apresentaram resistência. Conclui-se, de acordo com os resultados, que o controle de plantas daninhas com flamejadores é uma tecnologia aplicável às condições brasileiras, porém outros trabalhos precisam ser realizados como estudar a aplicação do calor nas plantas daninhas em diferentes estádios e densidade populacional; estudar a resistência de outras espécies ao calor; estudar outros tipos de queimadores; realizar estudos de dose-resposta; aplicar o flamejamento em condições reais (no campo) para avaliar o efeito sobre a população de plantas daninhas, sobre as plantas cultivadas e sobre o solo. / Abstract: In agricultural production systems have been employed various techniques to achieve the goals focused on sustainability. Tactics or tools of management are adopted in order to provide greater productivity, lower impact on natural resources and better human development. The control of weeds in these systems has sued constant studies for improving performance where several practices are adopted, among them the control biological, chemical and physical. In the case of physical control may be considered in addition to the mechanical method, which use high temperatures, called flaming. The flaming aims to expose the weeds to heat, for a time, enough to evaporate the water present in the cells of plants. With so rupture the cells and movement of water is compromised, thereby shriveling it and causing his death. In the past the method has been widely used abroad, mainly in the U.S. and Europe, and currently its application resurfaces among the producers of those countries that do not use in any way or reduced the use of defensive, either by philosophy or by necessity. In Brazil the flame practically does not exist and are not records on its use or manufacturers of such equipment. This study aimed to evaluate the efficiency of the primary use of two different experimental flaming prototypes in controlling weeds. The study was conducted at the Center for Engineering and Automation Jundiaí IAC which an existing structure was adapted for testing with seeders to work with flaming. During the development of the research was conducted several tests in order to determinate the functional characterization of a direct flame burners and infrared. Later, two experimental flaming models were constructed, one direct and another one indirect (infrared), based on the results obtained at the characterization. We used four species of weeds considered of economic importance in determining the efficiency of the flaming. The tests led to numerous details about the operation of flaming in different conditions and test several procedures. It was also carried out an analysis of the influence of heat on the plant species on the basis of adopted treatments. Plants exposed to flame had a better control when the speed of displacement were lower (2 e 3 km h-1), while in higher speeds (4 e 5 km h -1) plants injuries were considered satisfactory enough for its control. The temperatures at which the plants were exposed (135 to 409 º C) in all treatments were above the recommended in the literature as lethal and harmful to the development of plants. The species of grass braquiária and grass coloniao showed more resistance to heat and the species corda-de-viola and pick black hardly showed resistance. According to the results, it conclude that the control of weeds with flaming is a technology applicable to Brazilian conditions, but other studies must be conducted to study the application of heat in the weeds at various stages and population density; studying resistance to heat from other species; studying other types of burners; carry out studies of dose-response; apply the flaming in real conditions (at field) to evaluate the effect on the population of weeds on the cultivated plants and on the ground. / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola