En el presente trabajo de Tesis se desarrolla el dimensionamiento y evaluación simulada de un nuevo Concentrador Parabólico Compuesto (CPC) de un Colector Lineal Fresnel (LFC), que tiene la característica de operar con 2 tuberías de absorción en lugar de una como en el modelo estándar, particularidad que le da ventajas ópticas, térmicas y proyección a mejores prestaciones operativas, por su disposición como tubería continua preparada para recirculación. El estudio de sus posibilidades energéticas de servicio, se centra en la localidad altoandina de Pilpichaca ubicada en el departamento de Huancavelica en la serranía del Perú, poseedora de un alto potencial solar pero de climatología fría por la gran altitud de su localización geográfica. De manera introductoria se presentan los aspectos generales de la tecnología de los LFCs y de los CPCs señalando sus características y su desarrollo actual. En el capítulo 1, se abordan los conceptos teóricos necesarios para el diseño y el análisis posterior, se exponen las ecuaciones implicadas, para el tratamiento de temas como: Geometría y Óptica solar, Transferencia de Calor y Masa y Termodinámica Aplicada, para hallar los resultados que servirán para medir el performance operativo del nuevo CPC propuesto como solución técnica. En el capítulo 2, se expone la metodología que será aplicada para realizar el pre dimensionamiento, análisis, evaluación y validación del nuevo diseño de CPC, presentando la secuencia lógica del flujo de tareas necesarias. En el capítulo 3, se realiza la caracterización energética y climática de la zona Caso de Estudio, también se desarrolla la evaluación del recurso en términos de encontrar la radiación solar directa (DNI) del sitio para los meses estacionales del año, a partir de hallar los ángulos solares característicos y luego aplicar modelos matemáticos de distribución horaria de valoración. En este capítulo también se trata un aspecto importante que es el dimensionamiento básico del LFC en cuanto a la configuración de su Campo de Espejos y la altura eficiente de ubicación del CPC. En el capítulo 4, se realiza el dimensionamiento geométrico y óptico del CPC propuesto, fundamentado en las teorías de optimización de flujo y uniformidad de distribución, para ello se utiliza la técnica de Trazado de Rayos Ray-Tracing- Montecarlo, a través de un software especializado de cálculo numérico, probando varios arreglos de CPCs y realizando contrastación de logros energéticos, esta tarea luego se extiende al modelo estándar para hallar las ventajas ópticas definitivas de la nueva propuesta. En el capítulo 5, se desarrolla el Balance Energético en las Tuberías de Absorción del nuevo CPC, para ello se configura una matriz climática de la zona, para hacerla interactuar con las propiedades térmicas de los materiales a través del modelo matemático de ecuaciones de conservación de masa y energía, y obtener los resultados de los rendimientos alcanzados por la instalación, bajo las Leyes de la Termodinámica. En el capítulo 6, se hace la discusión de los resultados obtenidos y sus implicancias sobre los logros alcanzados por el nuevo diseño de CPC frente al modelo estándar, haciendo las aclaraciones relevantes sobre los puntos más sensibles encontrados. Finalmente se concluye el estudio, validando la ventajas técnicas alcanzadas por el nuevo diseño de CPC en el aprovechamiento solar como energía de calor para procesos, para las aplicaciones identificadas como brecha energética, y otras actividades de fomento de desarrollo socioeconómico para la comunidad usuaria, al término se realizan las recomendaciones sobre puntos de atención sobre el tema y futuros trabajos a ser tratados. / Tesis

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9026_1.pdf: 1265625 bytes, checksum: b302e5d38041784ee7a083236c70a4cc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A literatura existente sobre coletores concentradores parabólicos compostos (CPC) é numericamente considerável, entretanto isto não ocorre com as publicações a respeito dos CPC com absorvedor V invertido completamente iluminado, no que se refere às propriedades óticas, geométricas e energia térmica gerada. Este tipo de concentrador solar existe no mercado internacional, porém não se tem conhecimento das divulgações dessas propriedades, talvez por motivo de proteção industrial. No presente trabalho são deduzidas as equações que definem a curva da cavidade concentradora e suas propriedades óticas e geométricas são estudadas em detalhe, por um programa de simulação numérica elaborado em linguagem MATLAB. Adicionalmente, foram feitos estudos de otimização sobre a viabilidade da construção deste coletor, os quais relacionam os efeitos do truncamento (eliminação da parte superior da cavidade) com as propriedades geométricas, óticas e a energia anual gerada pelo equipamento. Para CPC com absorvedor V invertido completamente iluminado e ideal (sem truncamento) conclui-se que, na configuração em que o seu ângulo de aceitação é igual ao ângulo do vértice do absorvedor, ocorre um mínimo no perímetro da cavidade refletora quando se consideram a concentração nominal e o tamanho do absorvedor constantes. Em relação aos coletores CPC com absorvedor V invertido, completamente iluminado e com truncamento, a otimização mostrou que para um concentrador com relação de concentração 1,2, como exemplo, as relações ótimas de comprimento da superfície refletora e abertura, número médio de reflexões e energia térmica gerada ocorrem para concentradores oriundos de ângulos de aceitação variando de 33,75 a 45,58 graus

En el presente trabajo de Tesis se desarrolla el dimensionamiento y evaluación simulada de un nuevo Concentrador Parabólico Compuesto (CPC) de un Colector Lineal Fresnel (LFC), que tiene la característica de operar con 2 tuberías de absorción en lugar de una como en el modelo estándar, particularidad que le da ventajas ópticas, térmicas y proyección a mejores prestaciones operativas, por su disposición como tubería continua preparada para recirculación. El estudio de sus posibilidades energéticas de servicio, se centra en la localidad altoandina de Pilpichaca ubicada en el departamento de Huancavelica en la serranía del Perú, poseedora de un alto potencial solar pero de climatología fría por la gran altitud de su localización geográfica. De manera introductoria se presentan los aspectos generales de la tecnología de los LFCs y de los CPCs señalando sus características y su desarrollo actual. En el capítulo 1, se abordan los conceptos teóricos necesarios para el diseño y el análisis posterior, se exponen las ecuaciones implicadas, para el tratamiento de temas como: Geometría y Óptica solar, Transferencia de Calor y Masa y Termodinámica Aplicada, para hallar los resultados que servirán para medir el performance operativo del nuevo CPC propuesto como solución técnica. En el capítulo 2, se expone la metodología que será aplicada para realizar el pre dimensionamiento, análisis, evaluación y validación del nuevo diseño de CPC, presentando la secuencia lógica del flujo de tareas necesarias. En el capítulo 3, se realiza la caracterización energética y climática de la zona Caso de Estudio, también se desarrolla la evaluación del recurso en términos de encontrar la radiación solar directa (DNI) del sitio para los meses estacionales del año, a partir de hallar los ángulos solares característicos y luego aplicar modelos matemáticos de distribución horaria de valoración. En este capítulo también se trata un aspecto importante que es el dimensionamiento básico del LFC en cuanto a la configuración de su Campo de Espejos y la altura eficiente de ubicación del CPC. En el capítulo 4, se realiza el dimensionamiento geométrico y óptico del CPC propuesto, fundamentado en las teorías de optimización de flujo y uniformidad de distribución, para ello se utiliza la técnica de Trazado de Rayos Ray-Tracing- Montecarlo, a través de un software especializado de cálculo numérico, probando varios arreglos de CPCs y realizando contrastación de logros energéticos, esta tarea luego se extiende al modelo estándar para hallar las ventajas ópticas definitivas de la nueva propuesta. En el capítulo 5, se desarrolla el Balance Energético en las Tuberías de Absorción del nuevo CPC, para ello se configura una matriz climática de la zona, para hacerla interactuar con las propiedades térmicas de los materiales a través del modelo matemático de ecuaciones de conservación de masa y energía, y obtener los resultados de los rendimientos alcanzados por la instalación, bajo las Leyes de la Termodinámica. En el capítulo 6, se hace la discusión de los resultados obtenidos y sus implicancias sobre los logros alcanzados por el nuevo diseño de CPC frente al modelo estándar, haciendo las aclaraciones relevantes sobre los puntos más sensibles encontrados. Finalmente se concluye el estudio, validando la ventajas técnicas alcanzadas por el nuevo diseño de CPC en el aprovechamiento solar como energía de calor para procesos, para las aplicaciones identificadas como brecha energética, y otras actividades de fomento de desarrollo socioeconómico para la comunidad usuaria, al término se realizan las recomendaciones sobre puntos de atención sobre el tema y futuros trabajos a ser tratados.

Nos últimos anos, os coletores concentradores parabólicos de energia solar (CCPES) vem se destacando e crescendo de forma surpreendente em diversos países do mundo como Espanha, EUA, Israel e Egito, devido ao baixo impacto ambiental e alta eficiência do sistema. A tecnologia envolvida para produção dos materiais utilizados para confecção destes dispositivos tem sido fator preponderante que dita o nível de rendimento e eficiência energética do sistema. Dentre estes materiais são encontrados os compósitos "cermet" para aplicação nas superfícies seletivas das ampolas conversoras. Tendo estes dados como fatores motivacionais, o presente trabalho tem como objetivo a produção de filmes de compósitos cermet de Mo-AlNxOy pela técnica de magnetron sputtering para aplicação em superfícies seletivas utilizadas nas ampolas. O principal parâmetro estudado foi o efeito da variação da temperatura de recozimento e deposição nas propriedades ópticas e morfológicas do filme. Os resultados mostraram que o recozimento aumenta a absortância devido ao efeito de discriminação de frentes de onda, ocasionado pelo aumento da rugosidade superficial do filme. Também foi observado que a cristalinidade e a inserção de molibdênio alteram as propriedades ópticas do material. Isso ocorre devido ao diferente comportamento da banda proibida em materiais com diferentes cristalinidades, ao aumento de aceitadores/doadores de elétrons e ao efeito de plasmon ocasionado pela inserção de molibdênio. Com o recozimento a 800, 1000 e 1100C, houve aumento da oxidação do filme, e quebra das ligações superficiais de AlN o que reduziu a quantidade inicial de nitrogênio. Vale ressaltar que o recozimento a 600C não alterou as propriedades ópticas nem morfológicas do filme, o que sugere que os filmes de Mo-AlNxOy possam ser aplicados em superfícies seletivas no futuro.

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El presente documento es el informe final del Trabajo de Titulo, ME69F, de Jorge Coronado. El tema de trabajo de titulo del alumno de Ingeniería Mecánica es el análisis numérico del flujo energético en tres dimensiones para el estudio de colectores solares concentradores. Este tema se justifica por el uso y el potencial de esta tecnología en el país y por el real alcance que pueda tener una herramienta de este tipo. Este programa es una herramienta para el estudio de colectores solares con concentración. Se escogio utilizar un método numérico debido al gran avance de iteración y modelamiento de los programas computacionales. En este contexto el método numerico posee grandes ventajas por sobre otros métodos. El análisis numérico se hace mediante el desarrollo de un programa computacional escrito en Matlab, debido a uso capacidad de graficar en 3 dimensiones y su uso en el mundo científico. El programa analiza el flujo energético mediante un método numérico para distintos tipos de colectores solares concentradores con receptores planos utilizando un sistema de trazado de rayos del tipo Monte Carlo. El resultado se entrega mediante una imagen del flujo energético en 3 dimensiones en el receptor para así potenciar el uso de colectores solares en distintas aplicaciones. Los resultados son de acuerdo con los objetivos; se logra visualizar el flujo energético y las iteraciones aleatorias (Monte Carlo). El programa se utilizo para analizar sistemas y condiciones simples para así en el futuro poder analizar sistemas más complejos. El programa fue escrito de forma sistemática para que pueda ser utilizado como una herramienta de trabajo para analizar otros sistemas mas específicos.

[pt] A maioria dos componentes estruturais possui entalhes ou detalhes geométricos de transição, tais como furos e ombros, que são necessários para montar e/ou para operá-los. Estes entalhes aumentam localmente as tensões nominais que atuariam em sua localização, caso eles não existissem. Efeitos da concentração de tensão são importantes em muitos mecanismos de falha, como por exemplo, na iniciação de trincas por fadiga. No entanto, os tradicionais raios circulares, usados na maioria dos elementos estruturais para aliviar os efeitos da concentração de tensão, não são os mais adequados para minimizá-los. Elementos estruturais naturais, tais como galhos de árvores, depois de milhões de anos de evolução aprenderam a usar raio de curvatura variável em vez do raio constante. Mas apesar deste problema ter sido reconhecido há muito tempo, raios variáveis ainda não são muito usados em projeto mecânico. A prática usual é especificar entalhes com os maiores raios possíveis, uma vez que eles podem ser facilmente fabricados em máquinas-ferramentas tradicionais. Entretanto, entalhes de raios variáveis corretamente especificados podem ter fatores de concentração de tensão muito mais baixos do que aqueles obtidos por raios constantes. Logo, eles podem ser uma boa opção para aumentar a vida à fadiga, sem afetar significativamente as dimensões globais e o peso dos componentes estruturais. Além disso, hoje em dia eles podem ser facilmente fabricados com precisão, devido à disponibilidade de máquinasferramentas CNC. Esta dissertação tem como objetivo quantificar a melhoria da concentração de tensão que pode ser obtidas através de receitas tradicionais de raios variáveis, e apresenta uma rotina numérica desenvolvida em ANSYS APDL para otimizar geometria de entalhes tais como ombro de placas submetidas a tensão ou flexão, placa com furo submetido a um campo biaxial de tensões e corpos de prova de fadiga da ASTM. / [en] Most structural components have notches, or geometric transition details such as holes and corners which are required to assemble and/or to operate them. These notches locally increase the nominal stresses that would act in their location, if they were not there. Stress concentration effects are very important in many failure mechanisms, such as fatigue crack initiation. However, the usual constant radius notch tip roots, used in most structural members to alleviate their stress concentration effects, do not minimize them. In fact, natural structural members, such as tree branches, after many million years of evolution have learned to use variable tip radii instead of the fixed radius typical of engineering notches. This problem has been recognized for a long time, but variable radii notches optimized to minimize their deleterious influence on fatigue strength still are not widely used in mechanical design. The usual practice is to specify notches with as large as possible constant radius roots, since they can be easily fabricated in traditional machine tools. However, notches with properly specified variable radius can have much lower stress concentration factors than those obtainable by fixed notch root radii. Therefore, such improved notches can be a good design option to augment fatigue lives without significantly affecting structural components global dimensions and weight. Moreover, these improved notches are certainly more useful than ever, as nowadays they can be manufactured in many structural components, due to the wide availability of CNC machine tools. This dissertation aims to quantify the stress concentration improvements achievable by traditional variable radii notches receipts, and presents a numerical routine, developed in ANSYS APDL to optimize notch shapes of mechanical components such as shoulders in plates subjected to tension or bending, plates with a hole subjected to a biaxial stress field, and standard ASTM fatigue test specimens.

O presente trabalho teve por objetivo verificar a possibilidade de obtenção de filmes finos pela polimerização por plasma de éter etílico, acetato de metila e de etila, e testes dos referidos filmes quanto à possibilidade de adsorção de compostos orgânicos polares, pois filmes adsorventes podem ser usados na construção de sensores e pré-concentradores. Utilizou-se para a polimerização por plasma os reagentes puros, mistura de éter etílico com oxigênio ou acetona ou os acetatos de metila e etila. Em todos os casos obtiveram-se filmes sobre substrato de silício e estes filmes apresentaram pouco ou nenhum descolamento por cerca de um ano. Os filmes foram caracterizados por perfilometria, para determinar a taxa de deposição, por espectroscopia de infravermelho, para avaliar as espécies polares e medida de ângulo de contato com uma gota de 4 µL de água destilada e soluções aquosas de 2-propanol ou acetona, para comprovar o caráter hidrofílico e organofílico, respectivamente. Os filmes a base de éter etílico apresentaram taxas de deposição entre 80 e 300 Å/min, além de alta intensidade relativa da banda de OH, medida por espectroscopia de infravermelho. Os ângulos de contato ficaram próximos a 75°, mostrando uma superfície hidrofílica. Adição de oxigênio ao plasma favoreceu a oxidação da molécula, conseqüente formação de CO e aumento da medida de ângulo de contato. Acetona, por sua vez, além de favorecer a produção de CO aumenta a formação de particulados e a medida de ângulo de contato. Deposição em câmara fechada favorece o aumento da taxa de deposição e formação de OH, além de pequena diminuição da medida de ângulo de contato. Adições dos acetatos de metila e/ou etila torna o sistema complexo e de difícil controle. Para os ésteres obteve-se janela de processo estreita, onde para acetato de metila observaram-se taxas de deposição maiores e medidas de ângulo de contato menores, entre 160 e 510 Å/min, e 54° a 68°, respectivamente, o que prova que a superfície é hidrofílica. A espectroscopia de infravermelho mostrou bandas semelhantes às bandas encontradas para éter etílico. Deposição em câmara fechada aumentou a taxa de deposição e favoreceu a diminuição das medidas de ângulo de contato. No plasma de acetato de etila observaram-se taxas de deposição alta e ângulos de contato intermediários entre filmes a base de éter etílico e acetato de metila, entre 350 e 1200 Å/min, e 61° a 72°, respectivamente. A superfície é hidrofílica e a espectrocopia de infravermelho mostrou bandas semelhantes às bandas encontradas para éter etílico, porém a banda CO apresenta alta intensidade relativa. A deposição em câmara fechada aumentou a taxa de deposição e a intensidade relativa de CO, obtendo-se ângulos de contato menores se comparados aos da deposição em fluxo contínuo.A medida de ângulo de contato para soluções aquosas de 2-propanol e acetona mostrou que os filmes são organofílicos e que apresentam maior afinidade por 2-propanol. A deposição sobre estrutura padrão em alumínio mostrou boa conformidade de degrau para todos os filmes. Medidas em microbalança de quartzo mostraram que os filmes adsorvem compostos orgânicos polares. Deposição dos filmes de éter e ésteres sobre filme a base de hexametildissilazana mostrou a formação de um filme contínuo, mas que rapidamente apresenta estresse, apesar de não ocorrer descolamento. A deposição sobre placas planas de acrílico mostrou um filme aderente tanto para éter etílico quanto para os ésteres. Estes filmes se apresentam hidrofílicos e organofílicos. Microcanais usinados em acrílico demonstraram a possibilidade do uso do filme na produção de estruturas pré-concentradoras. / The aim of this work is to characterize thin films obtained by plasma polymerization of ethyl ether, ethyl or methyl acetate. The films were tested for adsorption of polar organic compounds in order to evaluate their use for sensors or preconcentrators manufacturing. It was tried plasma polymerization of pure reactants and mixtures of ethyl ether with oxygen, acetone, methyl or ethyl acetate. For all reactants and mixtures films were obtained on silicon and peeling did not occur during one year of observation. Measurements of profilemeter, infrared spectroscopy, contact angle for drop of water, 2-propanol and acetone aqueous solutions were used to determine deposition rate, polar species and hydrophilic or organophilic character, respectively. For ethyl ether the films show a deposition rate between 80 and 300 Å/min and high OH relative intensity. Water contact angles were approximately 75º for all films, therefore the surfaces are hydrophilic. Oxygen addition to the plasma favors ethyl ether oxidation, increase in CO relative intensity and water contact angle. Acetone addition favors rise not only in CO relative intensity and water contact angle but also in particle formation. Deposition on closed chamber mode favors the increase of deposition rate and OH formation but the diminish on water contact angle. Mixture with methyl or ethyl acetate turns the system complex and difficult to control. The acetates process window acetates were narrow but presented higher deposition rates, from 160 A/min to 510 A/min, and lower water contact angles, from 54 º to 68º. Infrared spectroscopy shows the same species found for ethyl ether deposition. Deposition on closed chamber mode increases deposition rate and decreases the water contact angle. Ethyl acetate plasmas show high deposition rate but low water contact angle values when compared to methyl acetate. The deposition rates and water contact angles lie between 350 and 1200 A/min and 61º and 72º, respectively. Infrared spectroscopy shows the same species found on ethyl ether deposition but co presents high relative intensity. Deposition on closed chamber mode not only rises the deposition rate and CO relative intensity but also lowers the water contact angle. Contact angle measurements for 2-propanol and acetone aqueous solution show the surface is organophilic and show bigger affinity for 2-propanol aqueous solution. Deposition on aluminum lines deposited on silicon shows conformal deposition for all films. Quartz crystal measurements show the films adsorb polar organic compounds. Plasma deposited ethyl ether, methyl or ethyl acetate films on plasma deposited hexametyldisilazane substrates showed a continuous film that easily stress, although peeling was not observed. Deposition on poly(methyl methacrylate) showed good adhesion for all films. These films are also hydrophilic and organophilic. Micromachinned microchannels showed the possibility of adsorption and preconcentrators development.

O presente trabalho teve por objetivo verificar a possibilidade de obtenção de filmes finos pela polimerização por plasma de éter etílico, acetato de metila e de etila, e testes dos referidos filmes quanto à possibilidade de adsorção de compostos orgânicos polares, pois filmes adsorventes podem ser usados na construção de sensores e pré-concentradores. Utilizou-se para a polimerização por plasma os reagentes puros, mistura de éter etílico com oxigênio ou acetona ou os acetatos de metila e etila. Em todos os casos obtiveram-se filmes sobre substrato de silício e estes filmes apresentaram pouco ou nenhum descolamento por cerca de um ano. Os filmes foram caracterizados por perfilometria, para determinar a taxa de deposição, por espectroscopia de infravermelho, para avaliar as espécies polares e medida de ângulo de contato com uma gota de 4 µL de água destilada e soluções aquosas de 2-propanol ou acetona, para comprovar o caráter hidrofílico e organofílico, respectivamente. Os filmes a base de éter etílico apresentaram taxas de deposição entre 80 e 300 Å/min, além de alta intensidade relativa da banda de OH, medida por espectroscopia de infravermelho. Os ângulos de contato ficaram próximos a 75°, mostrando uma superfície hidrofílica. Adição de oxigênio ao plasma favoreceu a oxidação da molécula, conseqüente formação de CO e aumento da medida de ângulo de contato. Acetona, por sua vez, além de favorecer a produção de CO aumenta a formação de particulados e a medida de ângulo de contato. Deposição em câmara fechada favorece o aumento da taxa de deposição e formação de OH, além de pequena diminuição da medida de ângulo de contato. Adições dos acetatos de metila e/ou etila torna o sistema complexo e de difícil controle. Para os ésteres obteve-se janela de processo estreita, onde para acetato de metila observaram-se taxas de deposição maiores e medidas de ângulo de contato menores, entre 160 e 510 Å/min, e 54° a 68°, respectivamente, o que prova que a superfície é hidrofílica. A espectroscopia de infravermelho mostrou bandas semelhantes às bandas encontradas para éter etílico. Deposição em câmara fechada aumentou a taxa de deposição e favoreceu a diminuição das medidas de ângulo de contato. No plasma de acetato de etila observaram-se taxas de deposição alta e ângulos de contato intermediários entre filmes a base de éter etílico e acetato de metila, entre 350 e 1200 Å/min, e 61° a 72°, respectivamente. A superfície é hidrofílica e a espectrocopia de infravermelho mostrou bandas semelhantes às bandas encontradas para éter etílico, porém a banda CO apresenta alta intensidade relativa. A deposição em câmara fechada aumentou a taxa de deposição e a intensidade relativa de CO, obtendo-se ângulos de contato menores se comparados aos da deposição em fluxo contínuo.A medida de ângulo de contato para soluções aquosas de 2-propanol e acetona mostrou que os filmes são organofílicos e que apresentam maior afinidade por 2-propanol. A deposição sobre estrutura padrão em alumínio mostrou boa conformidade de degrau para todos os filmes. Medidas em microbalança de quartzo mostraram que os filmes adsorvem compostos orgânicos polares. Deposição dos filmes de éter e ésteres sobre filme a base de hexametildissilazana mostrou a formação de um filme contínuo, mas que rapidamente apresenta estresse, apesar de não ocorrer descolamento. A deposição sobre placas planas de acrílico mostrou um filme aderente tanto para éter etílico quanto para os ésteres. Estes filmes se apresentam hidrofílicos e organofílicos. Microcanais usinados em acrílico demonstraram a possibilidade do uso do filme na produção de estruturas pré-concentradoras. / The aim of this work is to characterize thin films obtained by plasma polymerization of ethyl ether, ethyl or methyl acetate. The films were tested for adsorption of polar organic compounds in order to evaluate their use for sensors or preconcentrators manufacturing. It was tried plasma polymerization of pure reactants and mixtures of ethyl ether with oxygen, acetone, methyl or ethyl acetate. For all reactants and mixtures films were obtained on silicon and peeling did not occur during one year of observation. Measurements of profilemeter, infrared spectroscopy, contact angle for drop of water, 2-propanol and acetone aqueous solutions were used to determine deposition rate, polar species and hydrophilic or organophilic character, respectively. For ethyl ether the films show a deposition rate between 80 and 300 Å/min and high OH relative intensity. Water contact angles were approximately 75º for all films, therefore the surfaces are hydrophilic. Oxygen addition to the plasma favors ethyl ether oxidation, increase in CO relative intensity and water contact angle. Acetone addition favors rise not only in CO relative intensity and water contact angle but also in particle formation. Deposition on closed chamber mode favors the increase of deposition rate and OH formation but the diminish on water contact angle. Mixture with methyl or ethyl acetate turns the system complex and difficult to control. The acetates process window acetates were narrow but presented higher deposition rates, from 160 A/min to 510 A/min, and lower water contact angles, from 54 º to 68º. Infrared spectroscopy shows the same species found for ethyl ether deposition. Deposition on closed chamber mode increases deposition rate and decreases the water contact angle. Ethyl acetate plasmas show high deposition rate but low water contact angle values when compared to methyl acetate. The deposition rates and water contact angles lie between 350 and 1200 A/min and 61º and 72º, respectively. Infrared spectroscopy shows the same species found on ethyl ether deposition but co presents high relative intensity. Deposition on closed chamber mode not only rises the deposition rate and CO relative intensity but also lowers the water contact angle. Contact angle measurements for 2-propanol and acetone aqueous solution show the surface is organophilic and show bigger affinity for 2-propanol aqueous solution. Deposition on aluminum lines deposited on silicon shows conformal deposition for all films. Quartz crystal measurements show the films adsorb polar organic compounds. Plasma deposited ethyl ether, methyl or ethyl acetate films on plasma deposited hexametyldisilazane substrates showed a continuous film that easily stress, although peeling was not observed. Deposition on poly(methyl methacrylate) showed good adhesion for all films. These films are also hydrophilic and organophilic. Micromachinned microchannels showed the possibility of adsorption and preconcentrators development.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-03T18:51:12Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5254814 bytes, checksum: cdf06831789517d780a744e3892fad1d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-03T18:51:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5254814 bytes, checksum: cdf06831789517d780a744e3892fad1d (MD5) Previous issue date: 2004-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho foi desenvolvido visando os seguintes objetivos: i) projetar e estimar a eficiência de um sistema de captação solar, composto por um espelho parabólico acoplado a um sistema de rastreamento do sol, um cabo ótico para transporte da potência e possíveis dispositivos de conversão final, ii) construir e testar estes aparelhos através de cálculos matemáticos, simulações computacionais e protótipos, iii) determinar a eficiência dos aparelhos, bem como a funcionalidade e viabilidade técnica de seus diversos componentes, testando as hipóteses assumidas. A partir dos cálculos, simulações, considerações e testes apresentados, foi proposto ao final, o projeto para um protótipo efetivo de testes, calculando-se a eficiência e um custo aproximado para este protótipo. Concluímos, assim, ser possível a construção de um dispositivo de grande eficiência utilizando-se refletores parabólicos, fibra IR1 como canal ótico para o translado da potência, e sistemas de alinhamento solar, bem como um concentrador parabólico composto para melhorar a mancha focal do sistema. A eficiência calculada para este dispositivo foi de 53,0%, transmitindo a energia a 20 m de distância. Estimou- se ainda o desempenho para o aquecimento de água nas condições de verão para o município de Viçosa, MG. Os cálculos foram feitos para materiais de fácil acesso, referidos pela literatura. São grandes as conseqüências ambientais e sociais do estudo em questão, destacando-se o baixo custo, a alta eficiência e principalmente a diversidade e facilidade de aplicações finais, superando inclusive as facilidades oferecidas pela utilização da eletricidade, uma vez que até mesmo esta última pode ser diretamente gerada pelo sistema estudado. / This work aimed i) to design and estimate the efficiency of a solar capturing system, composed of a parabolic mirror coupled to a sun - scanning system, an optical cable for potency transport and possible final conversion devices, ii) to build and test this device through mathematical calculations, computer simulations and prototypes, iii) to determine the efficiency of this device as well as the functionality and technical viability of its several components, by testing the assumed hypotheses. Based on the calculations, simulations, considerations and tests presented, a project for an effective test prototype was ultimately proposed, its efficiency and approximate cost being calculated. It was concluded that it was viable to build a highly efficient device using parabolic reflectors, IR1 fiber as an optical channel for potency transfer and solar alignment, as well as a parabolic concentrator composed to improve the focal spot of the system. The efficiency calculated for this device was 53.0%, transferring energy at 20 m distance, under summer conditions for the municipality of Viçosa, MG. The calculations were made for easily available materials referred in the literature. The major environmental and social advantages resulting from this study are low cost, high efficiency, and especially, diversity and facility of final application, even greater than the facilities offered by the use of electricity, since even that can be directly generated by the system studied. / Dissertação importada do Alexandria