Aviation industry has grown significantly in the past years and is forecasted to continue its growing. Running in parallel, environment concerns became more evident and are beginning to drive industry's and everyone's will. The technological development of aeronautical engines and mainly, new engine combustors technologies, have reached successful levels at the end of last century and they are expected to keep on improving their low emission and fuel consumption levels at mid and long-term basis. On the other hand, unfortunately, only technological improvements won't be sufficient to address environmental concerns. In the last 10 years, a "polluter pays" principle was raised in aviation market, to address the NOx high concentrations in terms of local air quality, mainly at big airports proximity. It has turned into a competitive advantage and economical benefit to less polluter aircrafts, at the same time "green" and environmental friendly measures are being most considered.

Nesta dissertação são apresentados e implementados numericamente modelos matemáticos, de ordem reduzida, associados aos diferentes módulos encontrados em bancadas de testes estáticos de aplicação usuais em engenharia: bancadas virtuais de testes para Alvo Aéreos e para Geradores de Ar Viciado. No primeiro caso, são estimadas pressões e temperaturas na superfície do elemento quente da bancada a fim de se proceder à análise espectroradiométrica. No segundo caso, são simuladas numericamente, condições de escoamento que prevêem o aparecimento de onda de choque no interior de uma bancada de testes estáticos de Gerador de Ar Viciado. Para representar estas condições, foram utilizados blocos com formulações reduzidas (não utilizam equações diferenciais ordinárias) que permitem o tratamento analítico destas singularidades (relações de Hugoniot). Por fim, esta dissertação apresenta formulações matemáticas desenvolvidas em um contexto de variáveis dependentes, pressão e temperatura, para o estudo do escoamento de substâncias puras, que podem ser utilizadas na estimativa do erro associado quando ao uso da formulação de gás ideal na análise de escoamento de gases reais.

Vazamentos de tanques de armazenamento subterrâneo de combustível configuram hoje um dos maiores problemas de contaminação ambiental urbana. Nos Estados Unidos, Canadá e em países europeus, técnicas de avaliação de risco têm sido amplamente utilizadas para quantificar a possibilidade de efeitos adversos à saúde humana, causados por estes vazamentos. A metodologia Risk-Based Corrective Action (RBCA), desenvolvida pela American Society for Testing and Material (ASTM), é um procedimento para criação de decisões baseadas no risco, desenvolvido para casos de vazamentos de combustíveis derivados de petróleo, que integra técnicas de avaliação de risco e modelos analíticos de transporte de contaminantes, em meio saturado e não saturado. O presente estudo foi desenvolvido tomando como área piloto a cidade de São Paulo e teve como objetivo propor valores de referência para os níveis aceitáveis baseados no risco (NABR) e avaliar os parâmetros ligados ao meio físico que são sensíveis nas equações do procedimento RBCA. As informações necessárias para o cálculo dos NABR foram obtidas nos processos de vazamentos em postos de serviços encontrados na CETESB e em estudos acadêmicos. Os casos estudados permitiram estabelecer situações padrões, segundo a geologia de sedimentos quaternários, formações terciárias e alteração do embasamento, visando o cálculo de NABR, representativos para cada tipo litológico. Foram consideradas informações sobre as instalações do posto, o tipo de a vazamento, o uso e ocupação do solo e o meio físico. Baseado nestas informações foram desenvolvidos cenários de exposição específicos para cidade de São Paulo. A metodologia RBCA foi satisfatoriamente aplicada para elaboração de níveis aceitáveis baseados no risco para a cidade de São Paulo. Tais níveis poderão ser aplicados como valores padrões para projetos de avaliação de risco na cidade de São Paulo e regiões vizinhas. Pode-se observar que a exposição ) de receptores, associados a vazamentos em formações terciárias, está relacionada a NABR mais conservadores e para sedimentos quaternários a NABR menos conservadores. De maneira geral as tabelas de referência desenvolvidas neste estudo apresentam valores de NABR mais conservadores que ASTM (ASTM, 1995). Entre parâmetros do meio físico considerados no presente estudo, a fração de carbono orgânico, porosidade total e conteúdo volumétrico da água na zona não saturada foram os de maior sensibilidade nos cálculos dos NABR. / Leaking from underground storage tanks (UST) are considered one of the most important urban environment contamination problems. Risk assessment procedures are widely applied in the USA, Canada and European countries to quantify the probability of adverse effects to human health related to the exposure to UST leakages. For leakages of hydrocarbons fuels, the Risk-Based Corrective Action (RBCA), developed by American Society for Testing and Materials (ASTM), is the methodology currently in use for decision-making process. Both risk assessment and soil contaminant transport models (saturated and unsaturated zone) integrate the methodology. The purpose of this research was the proposition of acceptable values of risk-based screening levels (RBSL) and the identification of the most sensible parameters related to physical environment at the equations of RBCA. The city of São Paulo was taken as pilot area. Necessary information and data for the calculation of RBSL have been collected at CETESB (State of São Paulo envinronmental agency) inventory and in former academic studies. They were considered taking into account the presence of quaternary sediments, tertiary formations and bed rock alterations, in order to obtain representative values of RBSL for different litology. Also, have been considered the diversity of characterises of fuel station plants, different types of leakage, land occupation and physical environment. Satisfactory RBSL values were obtained as a result of the application of RBCA methodology. These values constitute usefull reference guide for assessment risk projects for the city of São Paulo and its neighbourhoods. It was observed that more conservatite RBSL values are associated to tertiary geologic formations, whilst quaternary sediments are related to less conservative ones. In general, the reference values obtained for RBSL are more conservative than those of ASTM. At this research, organic carbon fraction, total porosity and volumetric content of unsaturated zone were identified as the most sensible parameters related to physical environment for the calculation of RBSL.

Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-09-11T20:52:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizzo_WaldirAntonio_D.pdf: 9703439 bytes, checksum: 7923949020c1acc8a302c4d97b9408f4 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A incineração térmica tem sido utilizada como método de tratamento e disposição de resíduos perigosos. Cabe à câmara secundária dos incineradores um papel importante na eficiente destruição dos resíduos e no controle da emissão de produtos de combustão incompleta, sendo a análise contínua das emissões de CO e hidrocarbonetos não queimados o procedimento utilizado para o monitoramento, em tempo real, do seu desempenho. O presente trabalho estudou experimentalmente o efeito do número de rotação do escoamento no interior da câmara, nas emissões de CO e HC totais para três concentrações de tolueno no combustível e dois valores do excesso de ar. Foram também realizadas medições locais no interior da câmara de combustão, compreendendo: dois campos de velocidades, três distribuições de temperatura e duas distribuições de concentração de CO e HC totais. A distribuição do tempo de residência foi avaliada através da resposta a um sinal de concentração de SOztipo impulso unitário. Para a consecução da pesquisa foram projetados e construídos uma câmara de combustão cilíndrica horizontal isolada termicamente; um queimador com ajuste variável do número de rotação; três tubos de Pitot de 5 furos para medidas de velocidade do escoamento; um pirômetro de sucção para medidas de temperatura, duas sondas de amostragem de gases de combustão e um analisador contínuo de hidrocarbonetos totais a partir de um cromatógrafo de ionização de chama. O aumento do número de rotação teve influência na emissão de CO e HC totais, diminuindo as emissões na condição de maior excesso de ar (42%) e aumentando as emissões na condição de menor excesso de ar (19%). A proporção relativa das regiões de mistura e de escoamento pistonado resultante dentro da câmara influenciou a eficiência de combustão, com efeitos diferentes conforme as condições de excesso de ar e de concentração de resíduo no combustível. A relação CO/HC mostrou-se relativamente constante com o número de rotação nestas condições / Abstract: Thermal incineration has been in use for treatment and disposal of hazardous wastes. The secondary chamber plays an important role in the effective destruction of wastes and control of emission of products of incomplete combustion, with continuous analysis of CO and of unburned hydrocarbons used in real time monitoring of the incinerator pertormance. This work studied experimentallythe CO and total HC emissions in function of the swirl number, combustion chamber, tor three fuel toluene concentrations and two excess air values. Local measurements were also performed in the combustion chamber: two velocity tields, three temperature distributions and two gases concentration distribution. The residence time distribution has been evaluated through the response SO2 concentration pulse signal. An insulated horizontal combustion chamberwas designed and built, as well as a variable swirl burner, three tive holes Pitot tubes, one suction pirometer and two combustion gas sampling probes. A HC continuous analyser was adapted from a flame ionization detector chromatograf. The swirl number intluenced the CO and HC emissions, reducing them for the higher excess air condition (42%) and increasing them for the lower excess air (19%). Varying the mixing and plug ffow regions size inside the combustion chamber influenced the combustion efficiency in different ways depending on excess air and waste fuel concentration. The CO/ HC relation showed to not to vary with the swirl number under these conditions / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Ricardo Alan Verdú Ramos / Banca: Emanuel Rocha Woiski / Banca: José Antonio Andrés Velásquez Alegre / Resumo: O emprego de óleos vegetais como combustível é conhecido desde os primórdios do motor de combustão interna de ignição por compressão. Atualmente, por conta dos elevados custos do petróleo e seus derivados, os combustíveis alternativos passam a ser competitivos sob o ponto de vista econômico para uso em motores. Diante desse contexto, foi proposta a construção de uma bancada dinamométrica, envolvendo o desenvolvimento e a concepção dos componentes necessários, e, depois, a realização de testes preliminares do desempenho de um motor reformado, operando com diesel comum comercial (B5), biodiesel de óleo de soja (B100) e nas seguintes proporções de mistura: B20, B50 e B80. Por meio dos ensaios preliminares, foi possível validar os resultados obtidos comparando-os com os valores de torque e potência definidos pelo fabricante do motor. Analisando as curvas obtidas em função da rotação e do combustível utilizado nos ensaios, foi verificado um melhor desempenho do motor com a utilização do B20, especialmente na faixa de rotação ao redor de 1.800 rpm, para a qual o mesmo foi projetado. Por outro lado, nesta mesma faixa de rotação, foi verificado o pior desempenho para a operação com B100, confirmando o que havia sido encontrado na literatura / Abstract: The use of vegetable oils as fuel is known since the dawn of the internal combustion engine of compression ignition. Currently, due to the high cost of oil and its derivatives, alternative fuels become competitive under the economic point of view for use in engines. In this context, it was proposed the construction of a dynamometer bench involving the development and design of the components required, and, after, performing preliminary testing of the performance of a refurbished engine, operating with common commercial diesel (B5), soybean oil biodiesel (B100) and in the following mixing ratios: B20, B50 and B80. Through the preliminary tests, it was possible validate the results obtained comparing them to the values of torque and power defined by the engine manufacturer. Analyzing the curves obtained in function of rotation and the fuel used in the tests, was found better engine performance using the B20, particularly in the speed range around 1,800 rpm, for which it was designed. On the other hand, in this same speed range, the worst performance was verified for operating with B100, confirming what had been found in the literature / Mestre

Resumo: A crescente demanda pela redução na emissão de gases provenientes da combustão em motores automotivos e pela diminuição no consumo de combustíveis torna necessária a redução de massa dos componentes além da redução das perdas mecânicas e térmicas nestes motores. Tais requisitos fazem com que os componentes sejam cada vez menores, suportem maiores tensões e que possuam o menor coeficiente de atrito e a maior resistência ao desgaste possível. Por isso, faz-se necessária a combinação de materiais e recobrimentos. Este trabalho tem por objetivo o estudo do comportamento à fadiga de dois aços inoxidáveis, o X45CRSi9 3 e o X55CrMnNiN20 8, utilizados na fabricação de válvulas de admissão e escape, combinados com dois dos mais utilizados tratamentos superficiais, a nitrocarbonetação e a eletrodeposição de cromo duro, comparados com somente retificados. Os materiais combinados com os tratamentos superficiais acima foram testados à fadiga unidirecional e foram realizadas análises em microscópios eletrônicos de varredura e óticos, análises de microdureza e de resistência à tração. As análises micrográficas, tanto da fratura quanto da microestrutura e os comportamentos à fadiga mostraram uma significativa sensibilidade destes materiais a variações microestruturais relativas tanto aos tratamentos térmicos quanto aos superficiais. As resistências à fadiga dos aços na condição cromada foram semelhantes e menores que as demais combinações. Sendo que o material martensítico demonstrou a maior sensibilidade a este recobrimento. As peças nitretadas apresentaram melhores comportamentos à fadiga que as cromadas, mas ainda menores que as peças sem tratamentos superficiais. A causa deste fato pode ser atribuída, no material martensítico, à existência de descarbonetações e, no material austenítico, à presença de fases frágeis subsuperficiais / Abstract: The increasing demand for reduction in greenhouse gases emission from the combustion in automobile engines and for the decreasing in fuel consumption makes it necessary to reduce weight of components the mechanical and thermal losses in these engines. Such requirements mean that the components are getting smaller, support higher stresses and need to provide the lowest coefficient of friction and the great wear resistance as possible. Therefore, it is necessary the combination of materials and coatings. This dissertation aims to study the fatigue behavior of two stainless steels, the X45CrSi9 3 and the X55CrMnNiN20 8, used in the manufacture of intake and exhaust valves, combined with two of the most used surface treatments, nitrocarburising and electroplated hard chromium, compared to the ground surface. The materials, combined with the above surface treatments were tested in uniaxial fatigue and analyzed in scanning electron and optical microscopes, microhardness and tensile strength. The fracture and microstructure analysis and the fatigue behavior showed a significant sensitivity to microstructural variations in the materials related to the heat and surface treatments. The chrome plated specimens presented the lower fatigue resistance in the both steels compared to the other surface treatments and the martensitic steel showed the highest sensitivity to this coating. The nitrided parts showed better fatigue behavior than the chrome plated, but still smaller than the parts without surface treatments. The cause of this fact can be attributed, in the martensitic steel, to the existence of decarburizing and in the austenitic material, the presence of subsurface brittle phases / Orientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Coorientador: Maria Odila Hilario Cioffi / Banca: Midori Yoshikawa Pitanga Costa / Banca: Rubens Caram Junior / Mestre

Orientador: Antônio André Chivanga Barros. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010