Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009. / Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2011-05-17T23:27:00Z No. of bitstreams: 1 2009_GlyconCardosoFilho.pdf: 4954361 bytes, checksum: 9263c8fcd3ddcc40ce715f002170d383 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-05-20T23:37:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_GlyconCardosoFilho.pdf: 4954361 bytes, checksum: 9263c8fcd3ddcc40ce715f002170d383 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-20T23:37:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_GlyconCardosoFilho.pdf: 4954361 bytes, checksum: 9263c8fcd3ddcc40ce715f002170d383 (MD5) / Diversos aerossóis podem ser intencionalmente manufaturados, ou mesmo gerados pelo processamento de um sólido. Como foco para nosso estudo, tomamos uma Fundição de Chumbo Secundária, também conhecida como recicladora de chumbo, por utilizar baterias automotivas como matéria prima para a fabricação de chumbo. Durante esse processo ocorre a produção de fumos metálicos e outros compostos sólidos dispersos na forma de particulado, os quais são capturados pelo sistema de exaustão. Como primeira justificativa, temos que o chumbo, além de todo o seu potencial danoso à saúde e ao meio ambiente, na forma de particulado finamente disperso no ar, respeitando o pentágono da explosão, é considerado explosivo. A modelagem matemática da queima de partículas de chumbo mostrou o efeito do tamanho da partícula com temperatura de ignição em relação à lei de oxidação, permitindo também analisar a temperatura da superfície ( Ts) e sua temperatura de ignição (T0). Além da identificação das similaridades do titânio com o chumbo no processo de combustão da partícula em ar ambiente. A avaliação experimental da explosividade do material, utilizando a Bancada de Teste de Explosão (BTE), mostrou primeiramente a sua simplicidade de fabricação e sua capacidade de avaliar a propagação de chama produzir uma nuvem de aerossol. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Several aerosols can be intentionally manufactured, or exactly generated by processing a solid. In this project we chose as focus for our study a Secondary Lead Foundry, also known as lead recycling, for use of automotive batteries as raw material in lead manufacture. During this process the production of smoke occurs and other metal compounds are dispersed as solid particles, which are captured by the ventilation system. As a main justification, the lead, in addition to its harmful potential for health and environment, as finely dispersed particles in the air, with the explosion of the pentagon, it is considered as an explosive. The mathematical modeling of the burning of lead particles showed the effect of particle size with ignition temperature in relation to oxidation law. It also allowed to analyze the surface temperature (Ts) and its ignition temperature (T0).This mathematical modeling allowed us to identify the similarities between titanium and lead particles during combustion process in the environment air. The experimental evaluation of the material explosibility, using the Explosion Bench Test (BTE) mainly showed how easy is its manufacture and their ability to assess the spread of flame to produce a cloud of aerosol.

Uma das principais preocupações dos pesquisadores na otimização do par combustível motor é a de encontrar a velocidade de propagação da chama em motores de combustão interna, sendo de importância fundamental para esta definição o avanço de ignição, a relação de compressão, e a relação ar/combustível. Sabendo-se que, quanto maior a velocidade de propagação, menor deverá ser o trabalho negativo necessário para comprimir a mistura antes do ponto morto superior, e conseqüentemente maior deverá ser a eficiência do ciclo, foram ensaiados 5 relações ar/combustível e 3 relações de compressão, para 5 diferentes combustíveis de composição química conhecida. Para o combustível gás natural veicular realizou-se a análise de emissões dos resíduos de combustão, cujos resultados demonstram variações significativas entre as medidas de tempo, a ignição do combustível e a máxima variação de pressão na câmara de combustão, em um motor CFR (Cooperative Fuel Research). As medidas do tempo de combustão foram realizadas utilizando-se combustíveis líquidos oxigenados como o metil terc butil éter (MTBE), terc amil etil éter (TAEE) e a gasolina comum, e não oxigenados como o isooctano e como combustível gasoso o GNV (gás natural veicular), em função da relação de compressão e razão de mistura ar + combustível. Os resultados obtidos indicaram que os combustíveis de cadeias ramificadas e combustíveis oxigenados apresentam menores velocidades de propagação da chama na câmara de combustão. Verificou-se um acréscimo na velocidade de combustão entre os diversos combustíveis ensaiados, que mostrou-se diretamente proporcional à relação de compressão. Comprovou-se a existência de uma variação da velocidade de combustão devido as variações da relação ar + combustível, onde esta passa por um valor máximo próximo a lambda 0,9 para os combustíveis líquidos e 1 para o gás natural veicular, tendo seu valor reduzido para relações de mistura ar + combustível diferentes destes valores até tornar-se instável. / Essential considerations from researcher that works on the motor-fuel optimization problem, is find out the best flame speed from internal combustion engines. To establish this propagation speed is essential to know: the ignition advancement, the compression link, and the air/fuel relation. As higher as the ignition speed, lower is the need of a negative work to compress the mixture before the top dead center, and than the best cyclic efficiency point. Five relations air/fuel, at three different compression rate where tested, for five different fuel types, with a known chemical composition. For the vehicle natural gas, the combustion residue remaining for the emission was also analyzed, and the results are presented on this paper. The analytical results allow us to demonstrate deep variations between the time table, the fuel ignition and the maximum pressure variation inside the internal combustion chamber on a CFR engine (Cooperative Fuel Research). The combustion time table data were acquired on a high oxygen liquid metil terc butil éter (MTBE) and terc amil etil éter (TAEE) fuels, on a normal gasoline, on no oxygen isooctano fuel, and on a vehicle fuel gas as GNV (natural gas), as a function of the relation in between the compression and the air/fuel mixture proportion. The lab results expressed that the branched of chains and high oxygen fuel have lower speed flame propagation inside the combustion chambers. A speed up on the combustion fuel tested could be appraised, and shows that have a strait and direct proportional connection with the compression rate. We could confirm a speed variation on the combustion connected with the air + fuel relation, giving evidences that the high values are near the lambda 0.9 value for the liquid fuels and near 1.0 for the natural gas, that have a reduction on the values for different air + fuel relations till an instable point.

Este trabalho tem por objetivo estimar as emissões atmosféricas da Usina Termoelétrica Jacui I, a qual está sendo construída em Eldorado Sul-RS e que deverá entrar em operação em 1992. / This work aims at foreseing atmospheric emissions from an hypothetical thermoeletric power plant, Jacui I, which is assumed to begin activities by 1992.

O presente trabalho constitui o projeto e a construção de um motor de combustão interna de êmbolo rotativo, idealizado pela empresa M.I.T. (Miranda Inovações Tecnológicas), no qual buscou-se, por analise teórica e comparação com outras máquinas identificar as reais possibilidades das inovações sugeridas, tanto no aspecto funcional quanto no construtivo. A investigação visou descrever e explicar o embasamento teórico sobre o qual foi pensado o motor, as diversas inovações propostas e as peculiaridades construtivas em relação ao que é atualmente produzido. Dentre as novidades pode-se destacar a configuração escolhido para o motor, o formato das câmaras de combustão e, principalmente, o sistema de vedação proposto. Este último usa a chamada vedação por labirinto (tipo de vedação que se vale da perda de pressão que ocorre em um fluído após sucessivas expansões e compressões), no local do sistema tradicional (que veda através do contato físico entre os elementos de selagem e os componentes do motor). Para que fosse possível operacionalizar, ainda que teoricamente, este tipo de vedação, praticamente todo o estudo do motor concentrou-se sobre este ponto. O projeto e a construção de dois protótipos do motor expõem as dificuldades envolvidas na produção de uma máquina com as características propostas, mesmo quando são desconsideradas diversas variáveis (como custo de produção e peso final), e visa-se apenas criar as condições necessárias para que o motor possa ser confeccionado com a máxima confiabilidade possível em relação as soluções estudadas para conseguir demonstrar, quando testado, a sua real potencialidade. As alternativas propostas pelo motor MIT parecem bastante promissoras porém, por tratar-se de uma máquina que apresenta diversos inovações, estudos mais aprofundados deverão ser feitos para melhor entender aspectos fundamentais de seu funcionamento. Entretanto a questão mais importante, e que diferencia este motor, é o sistema de vedação das câmaras de trabalho, portanto compreender a influência do formato e dimensão do labirinto, da distância deste da parede da câmara de trabalho, da velocidade do êmbolo e outros fatores que afetem o seu desempenho pode ser essencial para viabiliza-lo tecnicamente. / The present work describes the project and construction of rotary piston internal combustion engine, designed by MIT ( “Miranda Inovações Tecnológicas”) company, with the purpose of, through theoretical analysis and the comparison with other machines, identifying the real possibilities of the suggested innovations, considering both functional and constructive aspects. The investigation aimed at describing and explaining the theoretical basis on which the engine was idealized, the various innovations proposed and the constructive peculiarities in relation with what is being nowadays produced. Among the novelties, special attention can be given to the configuration that was chosen for the engine, the format of the combustion chambers and, mainly, the proposed sealing system. The latter uses the so-called labyrinth sealing (kind of sealing that uses the loss of pressure that occurs in a fluid after the gas successively compressing and expanding) in the place of the traditional system (which seals through physical contact between the sealing elements and the engine components). In order to make this kind of sealing operational, even if theoretically, nearly all the study of the engine was focused on this point. The project and construction of two engine prototypes reports the difficulties involved in the production of a machine with the characteristics proposed, even when many variables are not considered (such as cost of production and final weight) and it is aimed only at creating the necessary conditions to build the engine with the most possible reliability with regards to the solutions studied so that, when it is tested, its real potentiality can be demonstrated. The alternative proposed by the MIT engine seems to be very promising but, due to the fact that it is a machine presenting several innovations, it should be more thoroughly studied so there can be a better understanding of essential aspects of its functioning. However, the most important point and which differentiates this engine is the system of sealing the work chambers. As a consequence, understanding the influence of the format and dimension of the labyrinth, of the distance between the labyrinth and the work chamber wall, of the piston speed and other factors which can affect the performance of the engine may be essential to make it technically feasible.

As ferramentas de simulação numérica têm evoluído consideravelmente nos últimos vinte anos e aproximam-se cada vez mais do dia a dia das soluções de Engenharia, fornecendo diversas funcionalidades que o Engenheiro pode implementar para a previsão de fenômenos, antes exclusivamente compreendidos experimentalmente. Mesmo sendo muito úteis e razoavelmente compreensíveis para os usuários, estas ferramentas não compreendem toda a gama de adaptações necessárias para resolver casos específicos, e podem trazer prejuízos à compreensão do problema e até uma solução errônea do caso em questão. O objetivo do presente trabalho é utilizar uma ferramenta comercial de simulação numérica para a solução de dois casos de escoamentos reativos. Visa também discutir criticamente a solução obtida e apresentar uma maneira de aplicar os conhecimentos adquiridos na simulação de uma câmara de combustão real. O primeiro estudo de caso é uma câmara cilíndrica experimentada e apresentada em 1994 por Garreton e Simonin. Trata-se de um caso semelhante a fornalhas de aquecimento d’água e em processos com caldeiras fumotubulares. O queimador é de jatos concêntricos utilizando gás natural e ar atmosférico como reagentes. Uma análise das soluções obtidas com diferentes modelos de turbulência é realizada e discutida para uma segunda abordagem, onde a influência das condições de contorno do domínio e dos modelos de radiação são abordadas. O segundo estudo de caso é a câmara de combustão experimentada por Meier, 2000. A geometria e condições do caso assemelham-se a de combustores de turbinas a gás, incineradores e fornos industriais. O caso apresenta um escoamento muito turbulento e instável, de gás natural e ar atmosférico. Uma discussão sobre a metodologia de solução deste problema é feita para explorar os pontos comuns a soluções de combustores industriais, como por exemplo, o de um forno secador de minério rotativo. Os diferentes resultados numéricos obtidos nos dois casos mostram que todos os modelos geram resultados pelo menos qualitativamente coerentes, mas apresentam erros numéricos razoáveis. A partir da discussão dos resultados apresenta-se uma proposta de modelagem para um caso prático envolvendo uma geometria mais complexa, e apontam-se os pontos de risco para análise dos resultados. / Numerical simulation tools have reasonably evolved in the last twenty years and are getting increasingly closer to routine Engineering solutions, providing features that the Engineer can use to predict phenomena that were previously only experimentally understood. Despite being useful and easy-to-understand, these tools do not include all adaptations required to solve specific cases, leading to misunderstanding of the problem and even to wrong solutions. The present study aimed at using a commercial CFD code for the solution of two reacting flow cases, critically discussing the solutions and presenting an application of acquired the knowledge in simulations of real combustion chambers. The first case study was a cylindrical chamber, tested and presented in 1994 by Garreton and Simonin, which is similar to water-heating boilers and parallel tube furnaces. The burner uses concentric jets, with natural gas and atmospheric air as reactants. An analysis of the obtained solutions applying different turbulence models was carried out, and the solutions were discussed in a second approach on boundary conditions and radiation transfer models. The second case study was the combustion chamber tested by Meier, 2000. Its geometry and boundary conditions are similar to those of gas turbine combustors, incinerators, and industrial furnaces. The chamber presents a strongly turbulent and unstable flow of natural gas and atmospheric air. The methodology to solve this problem was discussed, considering issues also found in solutions for industrial burners, such as those used in mineral rotatory dryers. The different numerical results obtained in both cases show that all models provide at least qualitatively coherent results, but present numerical errors. Based on the discussion of the results, a proposal for modeling a practical case involving a much more complex geometry is presented, and risk issues for further result analysis are pointed out.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:02:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10439_ARTUR GUIMARÃES MAIOLI20170710-111821.pdf: 23311759 bytes, checksum: 71248c6370f30765c8368835db6d11fb (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / A combustão smouldering é uma forma de combustão lenta, sem chama e que ocorre a relativamente baixas temperaturas. Ela é sustentada pelo calor liberado em reações heterogêneas decorrentes do ataque direto de oxigênio na superfície de combustíveis sólidos. Apesar das características relativamente baixas desse tipo de combustão, ela apresenta um perigo significativo. Este trabalho teve o objetivo de avaliar a combustão smouldering do xisto betuminoso em uma célula de combustão. Para isso foi utilizado o software de simulação gratuito OpenFOAM, com o solver biomassGasificationFoam, destinado à processos de conversão termoquímica de combustíveis sólidos em leito fixo. Os resultados foram comparados com dados experimentais da literatura. Os perfis de temperatua simulados apresentaram boa concordância com os experimentos, além de que foi possível a confirmação da estrutura de combustão reaction leading, onde a zona de reação avança de forma mais rápida do que a zona de transferência de calor. Foi avaliado também a importânica do fornecimento de oxigênio na velocidade de propagação da frente de chama, confirmando que esse parâmetro governa essa velocidade. Por fim, foi realizado um estudo paramétrico para avaliar a influência de parâmetros físicos na evolução da temperatura do leito e na velocidade de propagação da frente de chama.

Orientador: Jose Tomaz Vieira Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T22:04:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borges_ThomazPenteadodeFreitas_M.pdf: 20518292 bytes, checksum: 80366e806456ec428e7ccb33268b08a3 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: o presente trabalho estudou a possibilidade de melhoria técnica de um fogão a lenha tradicional brasileiro, visando obter uma queima com menor emanação de poluentes tóxicos para o seu usuório e para o ambiente. Esta melhoria foi a adoção de um modo de queima alternativo para a lenha, onde o ar passa em fluxo co-corrente com esta, na grelha. Tal processo é denominado Downdraft. Após ser proposto um modelo simplificado para o seu funcionamento, foi construido e testado um protótipo Downdraft. Seu desempenho foi avaliado através de análise de eficiência, balanço de Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica, e análise do teor de CO nos gases efluentes do fogão. O protótipo revelou ter uma eficiência ligeiramente superior à do fogão tradicional, e os gases da combustão possuíram um teor bem menor de efluentes nocivos ao homem. Aavaliação dos resultados motivouuma discussão que indica vários caminhos para outras melhorias / Abstract: Not informed. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ioshiaki Doi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:30:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Brito_EdgarAlbertode_M.pdf: 7329066 bytes, checksum: 6b8aa92c58911f964e52da035fb5d689 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: A síntese de diamante por chama de combustão tem despertado interesse de vários pesquisadores pela sua simplicidade e flexibilidade experimental, pois os crescimentos podem ser realizados em ambiente aberto à pressão atmosférica sem necessidade de câmaras especiais de confinamento, equipamentos de vácuo e fontes externas para o fornecimento de energia ao sistema. A energia necessária para ativação dos gases é fornecida pelas reações químicas de combustão. Aliada a esses fatos, o método apresenta ainda alta taxa de crescimento e possibilidade de obtenção de filmes de alta qualidade. Além da distribuição radial das espécies, outra característica do método de combustão é a alta velocidade dos gases que alteram a cinética e as espécies químicas no ambiente de crescimento, produzindo rápidas mudanças na morfologia e estrutura dos filmes depositados. Neste trabalho, estudamos a variação da morfologia dos filmes de diamante depositados em substrato de silício pelo método de combustão de oxi-acetileno, considerando a influência da temperatura de deposição e a taxa de mistura de gases. Os estudos foram efetuados à taxa de mistura R=[?O IND. 2?/?C IND. 2??H IND. 2?]= 1 variando a temperatura de 600 a 1050?GRAUS?C e à taxa variável de 0.80 a 1.05 mantendo a temperatura constante de 900?GRAUS?C para analisar, respectivamente, os efeitos da temperatura e da taxa... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The diamond synthesis using an oxyacetylene combustion flame method is particularly interesting in view of its simplicity, low cost of experimental apparatus, experimental flexibility, as well as due to the high growth rates and the high quality diamond films depositions that can be achieved. Since the diamond growth takes place under atmospheric conditions, expensive vacuum chambers and devices for the external energy sorces are not required. The flame provides its own environment for diamond growth and the combustion chemical reactions an energy necessary for the activation of the gases. Besides the flame's characteristics of the species and substrate temperature radial profile distribuition, the high burning velocity of gases change the kinetic and the chemical species in the growing environment, leading to fast changing the structure and morphology of the deposited films. In this work, we studied the influence of deposition temperature and premixed gas flow ratio R of ?O IND. 2? to ?C IND. 2??H IND. 2?, resulting from changes in the values of these process parameters, on the morphology of diamond films deposited by the oxy-acetylene combustion flame method using silicon substrate. Analyzed diamond films were grown under R=1 with temperatures of 600 to 1O50?DEGREES?C and with R from 0.80 to 1.05 at a temperature of 900?DEGREES?C... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Francisco Carlos de Prince / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-15T15:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_AldionsoMarques_M.pdf: 1211023 bytes, checksum: 9c6ebec2a32623cf24b633586f83a665 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: O trabalho aqui apresentado começou a ser desenvolvido em setembro de 1981 quando iniciávamos o projeto de um sistema de LPE com o objetivo de ser usado no crescimento de camadas epitaxiais para obtermos as características elétricas e óticas necessárias à fabricação de Transistores de Efeito de Campo (FET). Este Transistor exige camadas com características bem definidas. A camada que separa o substrato da região ativa do dispositivo é a de obtenção mais difícil, pois deve possuir alta pureza e alta resistividade. O seu objetivo é evitar a difusão de impurezas provenientes do substrato para a região ativa do dispositivo, evitando assim que haja alterações nas características elétricas desta região. No decorrer deste trabalho estudamos várias formas de obtenção de camadas de alta pureza. Nos concentramos naquelas que utilizavam um sistema de LPE do mesmo tipo que dispomos, isto é, um sistema que utiliza tubos de quartzo, bote de grafite e atmosfera, de hidrogênio. Um procedimento que se destacou, devido ao seu grande uso, foi o cozimento prolongado da solução de crescimento. Alguns trabalhos analisados mostraram que este cozimento prolongado apresentava melhores resultados quando realizado em uma temperatura bem definida, que para este tipo de sistema é 775ºC. Resolvemos adotar o procedimento de trabalho sugerido por J.K. Abrokwah [16], onde além de cozermos a solução de crescimento a 775ºC, cozemos também o substrato, com sua superfície exposta ao fluxo de hidrogênio. Com este procedimento esperávamos conseguir camadas epitaxiais com densidades de portadores livres em torno de 1014 cm-3. No decorrer do trabalho nos deparamos com algumas dificuldades que atribuímos principalmente à qualidade do substrato por nós utilizado. Nesta tese expomos estas dificuldades tentamos explicá-las baseados nos resultados obtidos, sugerimos maneira de evitá-las. Mostramos que podemos obter camadas epitaxiais com densidade de portadores livres em torno de 1015 cm-3 e que densidades menores podem ser obtidas, mas as amostras crescidas sob as mesmas condições não fornecem os mesmos resultados devido à qualidade do material utilizado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Raymond Burnyeat Peel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T02:05:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antunha_AndreGoncalves_M.pdf: 7376311 bytes, checksum: f8c96b7374931d1e676f93b09a62c592 (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: Neste trabalho estuda-se a aplicação da Teoria da Afinidade Química de De Donder na análise do comportamento de mecanismos de reações químicas. Para tal, desenvolvemos um programa de computador que permite determinar as relações de concentração de intermediários ao longo da evolução de reações químicas simultâneas (sucessivas e/ou paralelas). Cálculos foram realizados para mecanismos simplificados da combustão do carbono sólido e do metano. Os resultados da combustão do metano foram comparados com dados experimentais obtidos da literatura. A título de ilustração da aplicabilidade da metodologia proposta foram calculadas as evoluções da combustão do metano para diversas condições de reação / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica