O objetivo do trabalho foi investigar experimentalmente os efeitos de um motor de ignição por compressão operando no modo bicombustível, diesel-etanol. Os experimentos foram conduzidos com um motor mono cilíndrico acoplado a um dinamômetro à plena carga, variando sua rotação de 1800 a 3000 rpm a cada 200 rpm. Etanol hidratado foi injetado na admissão de ar do motor, representando taxas de substituições de 11,5 a 52,3% em energia. Os experimentos resultaram em uma redução máxima de 69% no índice de fumaça, reduções nas emissões de CO, CO2, e nas temperaturas dos gases de escape. Um aumento máximo em torno de 26,2% foi observado na eficiência térmica e 22,9% na eficiência exergética. Em contrapartida, houve aumento nas emissões de HC e no consumo específico total. Nas curvas de torque e potência não foram notadas mudanças significativas quando injetado etanol. Os resultados foram satisfatórios, mostrando a viabilidade do uso do etanol, como um combustível renovável e alternativo em motores de ignição por compressão / The main aim of this work was to investigate experimentally the effects of a compression ignition engine operating in dual fuel mode, diesel-ethanol. The experiments were conducted in a single-cylinder engine coupled to a dynamometer at full load from 1800 to 3000 rpm. Hydrous ethanol was injected at the engine intake manifold by a port fuel injector, representing ethanol substitution rates from 11.5% to 52.3% in energy. The experiments resulted in maximum decrease in the smoke index about 69% and reductions in emissions of CO, CO2 and exhaust gas temperatures. A maximum increase of 26.2% was observed in thermal and 22.9% in exergy efficiency. Nevertheless, an increase in HC emissions and total specific fuel consumption was noted. No significant changes were observed in the torque and power curves. The results were satisfactory, showing the feasibility of using ethanol as a renewable and alternative fuel in ignition compression engines.

Esta dissertação de mestrado apresenta o desenvolvimento de um trabalho que tem como objetivos avaliar a composição de turbocompressores veiculares para microgeração de energia e desenvolver um modelo de câmara de combustão tubular para equipar microturbinas a gás derivadas de turbocompressores. No desenvolvimento do trabalho, utilizando o software Cycle-Tempo, foi feita a avaliação de possíveis configurações de microturbinas a gás derivadas de turbocompressores, no que diz respeito ao número de eixos e dispositivos de aumento de eficiência térmica (intercooler, recuperador de calor e reaquecedor). No total foram simuladas, dez diferentes configurações, sendo que as análises foram feitas diretamente nos parâmetros de eficiência térmica dos conjuntos avaliando-se a relação entre a energia aportada pelo combustível e a energia entregue num gerador elétrico hipotético. Na sequência são definidos os turbocompressores para compor uma determinada configuração de microturbina a gás e, para tanto, utilizaram-se os mapas de desempenho dos turbocompressores de um fabricante. A partir dos parâmetros de operação dos equipamentos foi desenvolvido um modelo tridimensional de câmara de combustão em software de CAD. O modelo passou por cinco etapas de simulações em Dinâmica dos Fluidos Computacional (Computational Fluid Dynamics - CFD). As primeiras três etapas serviram para desenvolver e aprimorar o modelo tridimensional de câmara de combustão e, por limitações do software, não envolveram combustão. Utilizando condições de contorno operacionais, foram avaliados: o perfil de velocidades ao longo da câmara de combustão, a perda de pressão, a intensidade da turbulência, a homogeneização entre os reagentes ar e combustível e a divisão do fluxo mássico em cada seção da câmara de combustão. A partir do modelo tridimensional foi desenvolvido um protótipo da câmara de combustão, construído a partir de tubos comerciais de PVC. O protótipo foi avaliado experimentalmente com escoamento do ar a temperatura ambiente, utilizando o acoplamento em série entre um ventilador centrífugo e um soprador. No experimento foi avaliada a divisão de fluxo mássico de ar em cada seção da câmara de combustão e a perda de pressão. As simulações CFD foram refeitas na quarta etapa, onde as condições de contorno foram os parâmetros de fluxo mássico, pressão e temperatura, obtidos experimentalmente. Com isto, pode ser feita a comparação direta entre os resultados obtidos experimentalmente e os resultados das simulações CFD. Concluindo o trabalho foi realizada a quinta etapa, onde foi inserida uma fonte de calor simulando o aporte de energia da combustão, permitindo a avaliação da temperatura na câmara de combustão. As simulações CFD indicaram resultados semelhantes ao que é previsto em bibliografia, no que diz respeito à divisão do fluxo mássico, perda de pressão e à distribuição de velocidades. Já as avaliações experimentais apresentaram incerteza de medição elevada para a divisão de fluxo mássico. Quanto à perda de pressão o método experimental mostrou-se adequado. / This master's work presents the development of a work that has the objective of evaluating the composition of vehicular turbochargers for microgeneration of energy and to develop a tubular combustion chamber model to equip gas microturbines derived from turbochargers. In the development of the work, using the software Cycle-Tempo, it is made the evaluation of possible configurations of gas micro turbines derived from turbochargers, with respect to the number of axes and devices of increasing thermal efficiency (intercoolers, heat recover e reheater). In total, ten different configurations were simulated, and the analyzes were done directly in the thermal efficiency parameters of the sets, evaluating the relation between the energy contributed by the fuel and the energy delivered in a hypothetical electric generator. Turbochargers are then defined to form a particular gas micro turbine configuration and, being used the turbocharger performance maps from a manufacturer. From the operating parameters of the equipment, a three-dimensional combustion chamber model was developed in CAD software. The model went through five stages of simulations in Computational Fluid Dynamics (CFD). The first three steps served to develop and improve the three-dimensional model of combustion chamber and, due to software limitations, did not involve combustion. Using operational contour conditions, the velocity profile along the combustion chamber, the pressure loss, the turbulence intensity, the homogenization between the air and fuel reactants and the division of the mass flow in each section of the combustion chamber were evaluated. From the three-dimensional model was developed a prototype of the combustion chamber, built from commercial PVC pipes. The prototype was evaluated experimentally with air flow at room temperature using the coupling in series between a centrifugal fan and a blower. In the experiment the air mass flow division in each section of the combustion chamber and the loss of pressure were evaluated. The CFD simulations were redone in the fourth stage, where the boundary conditions were the parameters of mass flow, pressure and temperature, obtained experimentally. Thus, a direct comparison between the results obtained experimentally and the results of CFD simulations can be made. At the end of the work the fifth step was performed, where a heat source was inserted simulating the energy input of the combustion, allowing the temperature evaluation in the combustion chamber. The CFD simulations indicated results similar to those predicted in the literature, regarding the division of mass flow, pressure loss and velocity distribution. However, the experimental evaluations presented high measurement uncertainty for the mass flow division. Regarding pressure loss, the experimental method proved to be adequate.

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T10:09:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodolfoJunior_Antonio_D.pdf: 6966645 bytes, checksum: 4b063523c75c2d8c912fc38efa499563 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nanocompósitos de poli(cloreto de vinila) (PVC) flexível, com óxidos de cobre (II), molibdênio e zinco, e argila organicamente modificada (O-MMT), foram preparados utilizando-se o processo de pré-esfoliação da argila em uma mistura de plastificantes a quente, seguido da intercalação no estado fundido. Nanocompósitos de microestrutura híbrida intercalada/parcialmente esfoliada foram obtidos em todas as situações avaliadas, o que foi demonstrado diretamente pelos resultados de difratometria de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), bem como indiretamente pelo incremento significativo do módulo de elasticidade das composições estudadas. A modelagem dos resultados de módulo de elasticidade mostrou que o processo de preparação utilizado permitiu o efetivo desenvolvimento da razão de aspecto da argila, que atingiu valores comparáveis com os obtidos por outros pesquisadores, em diferentes matrizes poliméricas e processos de preparação de seus nanocompósitos. As propriedades de combustão e emissão de fumaça, quando estudadas por calorimetria de cone em fluxo radiante de 50 kW m-2, mostraram que os óxidos metálicos possuem efeito bastante significativo, notadamente naquelas propriedades mais importantes quanto aos requisitos de segurança em situação de incêndio, retardando a liberação de calor e a emissão de fumaça das amostras estudadas, além de reduzir suas quantidades absolutas. A presença da O-MMT afeta somente de maneira discreta estas propriedades, e pouca interação foi observada na utilização conjunta destes dois aditivos. Os resultados fornecem ainda indicativos de que a combinação entre CuO e MoO3 é a que apresenta o melhor balanço de propriedades de combustão, uma vez que reduz o calor liberado e promove a supressão da fumaça de maneira mais eficiente. As formulações contendo ZnO, por conta de seu forte caráter de ácido de Lewis, indicam uma redução menos pronunciada da fumaça emitida durante o processo de combustão, quando em comparação com os óxidos de cobre (II) e molibdênio / Abstract: Poly(vinyl chloride) (PVC), copper (II), molybdenum and zinc oxides, and organically modified montmorillonite nanocomposites were prepared in a melt blending intercalation process. The morphology of the nanocomposites was evaluated using X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), and indirectly by the increment of the Young modulus of the formulations studied. The modeling of the Young modulus showed that the process of nanocomposite preparation allowed the increase of the aspect ratio of the clay particles, whose values were comparable to those nanocomposites obtained by other researchers, using different polymeric matrices and methodologies. Combustion and smoke emission properties, when studied using cone calorimetry at a radiant flux of 50 kW m-2, revealed that the metallic oxides have a significant effect on both combustion and smoke suppression properties, mainly those closely linked with safety in fire situations, retarding heat and smoke release, and lowering their absolute values. The presence of O-MMT only affects these properties discretely, and little interaction was observed in the joint use of these additives. Results also provide indications that the combination of the CuO and MoO3 present the best balance of combustion properties, as it reduced the heat released and promoted the suppression of smoke more efficiently. The formulations containing ZnO, because of their strong Lewis acid character, indicated a less pronounced reduction of smoke released during the combustion process, when compared with copper (II) and molybdenum oxides / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Orientador: João Carlos de Menezes / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação e Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T19:47:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nahas_LeandroLafiandre_M.pdf: 2528374 bytes, checksum: 557f889189fdbae7ea36996fe0893714 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este projeto originou-se quando a família de motores objeto deste estudo foi introduzida no mercado e já os primeiros lotes de motores produzidos apresentaram esta falha, vulgarmente conhecida como degola da camisa. Esta falha compreende a trinca e propagação por todo o perímetro da camisa de cilindro e consequentemente a descida da camisa para a parte inferior do bloco do motor. Durante a descida, a camisa choca-se com elementos girantes do motor e vem por sua vez colapsar por completo. Este trabalho tem como base a extrapolação dos limites especificados em projeto da camisa de cilindro do tipo seca. Veremos que mínimas variações dimensionais no projeto da camisa de cilindro podem ter consequências gravíssimas para o conjunto. Analisaremos um caso real onde a mínima variação no projeto foi fatal para o componente e suas conseqüências, catastróficas para o motor. Para a determinação da causa raiz e consequentemente a solução do problema, foi utilizada a metodologia ¿Six Sigma¿. / Abstract: This project has been started as a consequence of repeated failures reported by users of a family of diesel engines introduced in the Brazilian market. The reported imperfections were investigated and in all cases a failure of the engine sleeve could be observed as the main cause of the engines breakdown. Cracks propagations have been in the region of the flange of cylinder sleeves. As the cracks propagate at the inner region of the flanged of the sleeve, where high stresses can be anticipated, a rupture of the flange, separating this part from the sleeve, used to occur. This occurrence is vulgarly named as the "decapitation of the sleeve". As a consequence of this phenomenon, the sleeve descends to the lower part of the engine block crashing against the moving parts of the engine, causing a complete collapse of the internal parts of the engine. The present work reports all phases of the investigation which revealed the main cause of the failures. In order to accomplish this research, the "Six Sigma" method has been employed as a supporting methodology. / Mestrado / Dinâmica / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Katia Lucchesi Cavalca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:31:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GandaraNeto_Irineu_M.pdf: 5409150 bytes, checksum: 6e56e75e660311a97e894ef966472cd1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um modelo matemático para mancais hidrodinâmicos com movimento oscilatório. Ao contrário dos mancais convencionais, o eixo não desenvolve um movimento completo de rotação dentro do mancal e passa a pertencer a uma nova classe definida como mancais hidrodinâmicos de movimento oscilatório. A motivação do trabalho veio da tribologia dos motores de combustão interna, na qual procurou-se estudar o problema de lubrificação do mancal que estabelece a conexão entre pistão e biela. Para análise do problema, assumiu-se o escoamento de um fluido viscoso com inércia desprezível dentro de uma folga inclinada formada pelas superfícies do eixo e mancal. A superfície interior é fixa enquanto a superfície exterior desenvolve um movimento oscilatório que resulta num escoamento combinado de Couette e Poiseuille. Usando a mesma abordagem da teoria da lubrificação de Reynolds e a solução na forma complexa conforme sugere o 2º problema de Stokes, as equações de conservação da massa e quantidade de movimento foram integradas analiticamente e forneceram os campos de velocidade, pressão e as forças hidrodinâmicas. Como resultado, pôde-se determinar a espessura do filme de óleo em função do tempo e da freqüência de oscilação que permitiu avaliar as condições de lubrificação do sistema / Abstract: In this work was developed a mathematical model for the hydrodynamic lubrication problem applied to bearings with oscillating motion. In contrast with common bearings, this type of bearing does not perform a complete rotation, belonging to a newly defined class: the bearings with oscillatory movement. The motivation lies in the tribology of internal combustion engines, specifically the lubrication problem at the bearing existing between the connecting rod and the piston pin. For the analysis of lubrication, a viscous fluid flow with negligible inertia inside a narrow gap formed by two surfaces was considered. The surfaces can be considered flat and are inclined to each other. The inner surface is fixed whereas the outer one performs an oscillating motion which generates a combined Couette-Poiseuille flow inside the gap. Using the same assumptions as in classical Reynolds' lubrication equation, the simplified mass and momentum conservation equations were analytically solved to determine the velocity and pressure distributions and hydrodynamic forces. As result it was possible to determine the oil film thickness as function of time and oscillating frequency that allowed to evaluate the lubrication conditions of the system / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Caio Glauco Sanchez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T01:30:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pellegrino_Roberto_M.pdf: 5673705 bytes, checksum: ab5152461f33f423ca032ca41d02c786 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente trabalho aborda a influência da adição de vapor d¿água no rendimento do gás combustível e na remoção de H2S do carvão mineral misturado com dolomita e gaseificado em reator de leito fluidizado. Para isso foi necessária a construção de um gaseificador de 0,2 m de diâmetro interno que foi operado sob pressão atmosférica utilizando ar e vapor como agentes fluidizantes. Na primeira etapa deste estudo, verificou-se o funcionamento de todos os componentes do gaseificador e estabeleceu-se as condições de operação. Em uma segunda etapa, fez-se a introdução de vapor e avaliou-se sua influência na formação dos gases gerados. Posteriormente, adicionou-se ao combustível a dolomita como agente adsorvedor e verificou-se seu efeito juntamente com o vapor na remoção do H2S. Nas condições estudadas, observou-se que quando se adiciona vapor, o teor de H2S gerado tende a aumentar consideravelmente atingindo valores de até 2367 ppm. Utilizando-se dolomita totalmente calcinada na razão molar Ca/S = 2, e 10 e 20 % de vapor a porcentagem de remoção de H2S situou-se em torno de 40%. Porém, quando se aumenta a razão Ca/S para 4 e vapor a 20%, os valores de remoção de H2S obtidos foram de aproximadamente 80% / Abstract: The present work deals with the influence of water steam addition in the calorific value of combustible gas resulting from gasification of mineral coal and dolomite mixture, and in the H2S removal. The experiments were carried out in a fluidized bed reactor with 0,2 m of inner diameter, operated at normal atmosphere pressure, using air and water steam as fluidizing agents. In the first stage of this study, working conditions of all components was verified and operating parameters were established. Then water steam was introduced in reactor and its influence on formed gases was evaluated. In a sequence, dolomite was added to the coal as adsorbing agent and its effect on H2S removal was also followed. It has been observed for the experimental conditions of this work an increasing H2S when water steam is introduced in the reactor reaching values of 2367 ppm. By rising calcined dolomite, in the molar ratio of Ca/S = 2, plus 10 and 20% of steam, a 40% of H2S removal was observed. However for a Ca/S = 4 molar ratio and 20% of steam, H2S removal increased to 80% / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Milton Mori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T05:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fudihara_TakeoJonas_D.pdf: 3956087 bytes, checksum: c98e03de893f40fedb25cbc9262b9424 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho de tese teve o propósito de buscar uma compreensão complementar das intricadas inter-relações entre os complexos fenômenos de transferência de massa, momento e energia, que se desenvolvem em fomos com jatos de escoamento em vórtice, através da modelagem matemática e simulação computacional, em abordagens bidimensionais e tridimensionais. Analisa-se também a extensão dos efeitos do projeto geométrico, assim como, dos vários modelos matemáticos dentre os quais os modelos de turbulência e de combustão, sobre as características dos escoamentos simulados. O fomo cilíndrico é formado por uma câmara de combustão e um maçarico, sendo aquecido pelo contato direto de um jato de chama. O maçarico está posicionado no centro da parede circular em uma das extremidades da câmara de combustão. Este compõe-se de dois percursos incomunicáveis por onde os reagentes são injetados na câmara; o ar de combustão entra tangencialmente através da área anular, e o combustível através de seu duto interno. O código fluido-dinâmico computacional CFX - versão 4.2, foi utilizado para a obtenção das soluções das equações de transporte, o qual emprega o método dos Volumes Finitos com variáveis co-localizadas resolvendo o sistema em coordenadas generalizadas. As malhas numéricas foram construídas através da técnica dos multi-blocos. Desta forma, as principais características destes fomos foram reproduzidas nesta investigação computacional / Abstract: This thesis had the purpose of reaching a complementary k.nowledge of the intricate inter-relations between the complex phenomena of mass, momentum and energy transfers, which develop in furnaces with vortex flows, by mathematical modelling and computational simulation, in two and three-dimensional approaches. Furthermore, the effects of the bumer design and of the various mathematical models, such as the turbulence models and the combustion models on the characteristics of the simulated flows, were analysed. The cylindrical fumace is formed by a combustion chamber and a burner, heated by the direct contact with a flame jet. The bumer is positioned in the centre of the circular wall in the edge of the fumace chamber. It is composed by two incommunicable paths where the reactants are injected into the chamber; the combustion air enters tangentially by the annular area and the fuel by its internal duct. The computational fluid-dynamics code CFX - 4.2 version, was used to obtain the solution of the transport equations, which employs the Finite Volume method with non­staggered variables solving the system in general curvilinear co-ordinates. The grids was constructed by the multi-block technique. Thus, the principal characteristics of these furnaces were reproduced in this computational investigation / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

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

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-15T22:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RuiRodrigoCabrale_M.pdf: 10020210 bytes, checksum: e28a74060290050705f7df76b3544caf (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho apresenta uma metodologia de trabalho aplicável ao desenvolvimento de projetos de CIS utilizando dados de ensaios laboratoriais, simulação numérica e análise dimensional. A CIS envolve uma variedade de fenômenos que ocorrem simultaneamente, como a transferência de massa, calor, reações químicas entre outros. A utilização dos resultados obtidos em ensaios laboratoriais está muito sujeita à erros de escala e com a metodologia desenvolvida neste trabalho espera-se contornar este problema. Primeiramente é apresentado nosso modelo físico utilizado neste trabalho, que é o tubo de combustão desenvolvido na Unicamp. Através da análise dimensional, desenvolvem-se três modelos de simulação sobre nosso modelo físico em escalas diferente, sendo que o modelo menor possui as dimensões do tubo de combustão, o modelo maior possui as dimensões de um campo de petróleo e o modelo intermediário possui suas dimensões dez vezes maiores que o modelo menor e cinco vezes menores que o modelo de campo. Foram utilizados dados sintéticos da composição de óleo e propriedades permoporosas. Os resultados obtidos foram coerentes e mostram que existem correlações entre as variações geométricas dos modelos e os fenômenos de transferência de massa, transferência de energia e reações químicas. Sendo assim, com uma boa análise dimensional é possível criar um comportamento equivalente em todos os modelos dos fenômenos citados / Abstract: This paper presents a methodology of work applicable to the development of ISC projects using data from laboratory tests, numerical simulation and dimensional analysis. The ISC includes a variety of phenomena that occur simultaneously, such as mass transfer, heat transfer, chemical reactions among others. The use of data from laboratory tests is very subject to scale errors, which are minored with the methodology developed in the present work. First is presented our physical model used in this work, which is the combustion tube developed at Unicamp. By dimensional analysis, were developed three simulation models based on our physical model on different scales, the smaller model has the characteristics of the combustion tube, the bigger model has the dimensions of an oilfield, and the intermediate model has dimensions ten times greater than the combustion tube and five times smaller than the field model. We used synthetic data for oil composition, permeability and porosity. The results were consistent and show that there are correlations between the variations of geometric models and the phenomena of mass transfer, energy transfer and chemical reactions. Thus with a good dimensional analysis it's possible create an equivalent behavior of these effects in all models / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo