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Metodologia para redução do consumo de óleo diesel em sistemas de geração termoelétrica usando misturas de óleo vegetal com adição de gás hidrogênioPEREIRA, Ricardo da Silva 30 March 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-03-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho analisa de forma experimental a utilização de fontes alternativas de energia para redução do consumo de óleo diesel em usinas termoelétricas do sistema isolado. Foram utilizadas misturas de óleo vegetal de palma com diesel e gás hidrogênio produzido via eletrolise da água. As misturas utilizadas como combustível foram formadas de 20% óleo de palma e 80% óleo diesel. Foi injetado no ar de admissão do motor o gás HHO produzido por uma célula eletrolítica. Os resultados experimentais mostram que a corrente elétrica influencia diretamente a produção de gás HHO, permitindo que o controle da quantidade de gás seja feito pelo ajuste da corrente elétrica. Utilizando a mistura diesel/óleo vegetal com a injeção de gás HHO no ar de admissão, identificaram-se redução no consumo específico de combustível, reduções nas emissões de CO, HC e CO2, conforme aumento da quantidade de gás HHO injetado. Esses resultados alcançados irão promover reduções significativas no consumo de óleo diesel e nas emissões dos gases de exaustão dos grupos geradores de usinas termoelétricas do sistema isolado. / This work analyzes the use of alternative sources of energy to reduce the consumption of diesel oil in the diesel power plants of the isolated system. Blends of palm oil with diesel and hydrogen gas produced by electrolysis of water were used. The blends used as fuel were composed of 20% palm oil and 80% diesel oil. The HHO gas produced by an electrolytic cell was injected into the engine intake air. The experimental results show that the electric current directly influences the production of HHO gas, allowing the control of the amount of gas to be made by the adjustment of the electric current. Using the diesel / vegetable oil mixture with the HHO gas injection in the intake air, we identified reduction in specific fuel consumption, reductions in CO, HC and CO2 emissions as the amount of HHO gas injected increased. These results will lead to significant reductions in diesel oil consumption and exhaust gas emissions from the generator sets of thermoelectric power plants in the isolated system.
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Redução do combustível primário e dos gases poluentes na máquina primária de um grupo gerador à diesel com injeção de hidrogênioTriantafilu, Patrique Borchhardt 16 October 2018 (has links)
Submitted by Cristiane Chim (cristiane.chim@ucpel.edu.br) on 2018-12-03T10:42:25Z
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Previous issue date: 2018-10-16 / This work aims to evaluate the injection of HHO gas, from a hydrogen generator (electrolyser),
into a diesel generator set. After mixing the HHO gas together with the diesel oil, a compression
in exhaust gases, exhaust temperature, carbon monoxide emission, carbon dioxide and primary
engine fuel consumption. The results allowed to evaluate that, when the engine was fed with
diesel and hydrogen, there was a better performance in relation to the burning of fuel, when
compared to a feed only with the primary fuel. At constant rated speed, the results allowed
us to conclude that the engine consumes a smaller amount of diesel fuel and generating less
pollutant gases (monoxide and carbon dioxide) using the HHO gas injection. / Este trabalho tem por objetivo avaliar a injeção de gás HHO, proveniente de um gerador de
hidrogênio (eletrolisador), em um grupo gerador à diesel. Após a mistura do gás HHO, juntamente
com o óleo diesel, foram verificados e comparados nos gases de exaustão, a temperatura
do escape, emissão de monóxido de carbono, dióxido de carbono e consumo de combustível
primário do motor. Os resultados encontrados permitiram avaliar que, quando o motor foi alimentado
com diesel e hidrogênio, houve melhor desempenho, em relação à queima de combustível,
se comparado a uma alimentação apenas com o combustível primário. Com velocidade
nominal constante, os resultados permitiram concluir que o motor consome menor quantidade
de óleo diesel e gerando menos quantidade de gases poluentes (monóxido e dióxido de carbono)
usando a injeção de gás HHO.
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Desempenho de grupo motor gerador alimentado com misturas de óleo residual de frituras e diesel sob cargas variadasAlmeida, Antônio Fabrício de 29 February 2016 (has links)
Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2016-11-18T15:46:08Z
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Previous issue date: 2016-02-29 / The residual oil frying (ORF), when disposed of incorrectly, cause negative impacts on the environment. However, its use as biofuel, generates great benefits of social, economic and environmental order. The objective of this study was to evaluate the performance of a group cycle diesel engine-generator powered by diesel and mineral diesel blends with residual oil frying. The trials were conducted in machines Instrumentation Laboratory and Agricultural Mechanization (Limma) of the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA) in Mossoró-RN, using a completely randomized design in factorial 4 x 5, with four replications. The treatments were diesel (DI) of oil and mixtures of diesel and residual oil frying (ORF) in the proportions: 50% DI and 50% ORF; DI 75% and 25% ORF; DI 90% and 10% ORF; 100% DI. The resistive loads used were 3, 6, 9, 12 and 15 kW. The engine oil temperature remains within the recommended operating range (85-95 ° C), indicating no lubricating oil contamination. All mixtures ORF had lower values for the exhaust temperature to the commercial diesel. The lower values of specific fuel consumption (EC) were obtained with higher loads, particularly at loads of 12 and 15 kW. The ORF25 mixture was the one with the lowest power generated and the EC farther diesel for all applied loads. Among the binary mixtures, ORF presented SE 10 similar to diesel in loads of 12 and 15 kW and the ORF50, the loads of 3, 9 and 12 kW; demonstrating that such mixing proportions, the ORF can replace mineral diesel / O óleo residual de fritura (ORF), quando descartado de maneira incorreta, causa impactos negativos ao meio ambiente. Todavia, a sua utilização como biocombustível gera grandes benefícios de ordem social, econômica e ambiental. Objetivou-se com este trabalho avaliar o desempenho de um grupo motor-gerador de ciclo diesel, alimentado com diesel mineral e misturas de diesel com óleo residual de frituras. Os ensaios foram conduzidos no Laboratório de Instrumentação de Máquinas e Mecanização Agrícola (LIMMA) da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), em Mossoró-RN, utilizando delineamento experimental inteiramente casualizado, em esquema fatorial 4 x 5, com quatro repetições. Os tratamentos utilizados foram o óleo diesel mineral (DI) e misturas de diesel e óleo residual de fritura (ORF) nas proporções: 50% DI e 50% ORF; 75% DI e 25% ORF; 90% DI e 10% ORF; 100% DI. As cargas resistivas aplicadas foram de 3, 6, 9, 12 e 15 kW. A temperatura do óleo do motor se manteve dentro da faixa de trabalho recomendada (85-95 °C), indicativo de que não houve contaminação do óleo lubrificante. Todas as misturas de ORF apresentaram valores inferiores para temperatura de escapamento em relação ao diesel comercial. Os menores valores de consumo específico (CE) foram obtidos com as maiores cargas, sobretudo nas cargas de 12 e 15 kW. A mistura ORF25 foi a que apresentou a menor potência gerada e o CE mais distante do diesel para todas as cargas aplicadas. Dentre as misturas binárias, a ORF10 apresentou CE semelhante ao do diesel nas cargas de 12 e 15 kW, e a ORF50, nas cargas de 3, 9 e 12 kW; demonstrando que, nessas proporções de mistura, o ORF pode substituir o óleo diesel mineral / 2016-11-14
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Aplicação do método DEA adaptado para determinar o consumo específico em embarcaçõesFerreira, Ronaldo da Silva 25 July 2016 (has links)
Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2017-02-09T20:29:15Z
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Previous issue date: 2016-07-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper presents an application based on data envelopment analysis methodology (Data Envelopment Analysis - DEA) able to optimize the process of reducing energy consumption and fuel in vessels considered old and devoid of said intelligent systems engines, and determine the specific consumption of these vessels. This methodology makes use of non-parametric methods multivariate analysis efficiency of borrowing units decision (Decision Making Unit - DMU), which occurs through efficiency rates for certain set of inputs (inputs) and outputs (outputs) of so that the DMU associated with indices corresponding to the unit are considered to be efficient, otherwise inefficient. The choice of this methodology for this work is linked to the need to waste the energy of those vessels, with the reduction of inputs which in this case are fuel and energy. In literature the use of DEA methodology is applied in various areas as economics, engineering, environmental science and health, among others, but there are few DEA applications in studies that use the specific consumption to reduce fuel consumption vessels. The results showed 05 DMUs with low use rates of 08 analyzed 01 band maximum energy efficiency speed and a setting of minimum fuel consumption arranged almost entirely on the use range. The main contribution of this work is the presentation of an application based platform tailored DEA methodology applied in the navigation system of ancient vessels that constitute 75% of the fleet, with an average age of 24 years, which allowed to reduce energy consumption, this is increasing the performance of fuel and energy of the boats used in the Amazon rivers of cargo transportation sector. / Neste trabalho é apresentada uma aplicação baseada na metodologia de Análise Envoltória de Dados (Data Envelopment Analysis - DEA) capaz de otimizar o processo de redução do consumo de energia e combustível em embarcações com motores considerados antigos e desprovidos de sistemas ditos inteligentes, e determinar o consumo específico, dessas embarcações. Essa metodologia faz uso de métodos não paramétricos multivariáveis de análise de eficiência das unidades tomadoras de decisão (Decision Making Unit - DMU), que ocorre por meio de índices de eficiência, para determinados conjunto de entradas (inputs) e saídas (outputs), de forma que as DMUs associadas a índices correspondentes à unidade, são consideradas eficientes, caso contrário, ineficientes. A escolha dessa metodologia para esse trabalho está atrelada a necessidade de se reduzir o desperdício energético dessas embarcações, com a redução dos insumos que no presente caso são consumo de combustível e energia. Na literatura o uso da metodologia DEA é aplicada em várias áreas do conhecimento como na economia, engenharias, ciências ambientais e da saúde, dentre outras, porém são poucas as aplicações de DEA em estudos que utilize o consumo especifico para redução de consumo de combustível em embarcações. Os resultados obtidos apresentaram 05 DMUs com índices de consumo baixos, de 08 analisadas, 01 faixa de velocidade de máximo rendimento energético e um cenário de consumo mínimo de combustível, disposto quase que inteiramente, sobre a faixa de consumo. A principal contribuição deste trabalho é a apresentação de uma aplicação de plataforma baseado na metodologia DEA adaptada, aplicado no sistema de navegação de embarcações antigas que constituem 75% da frota, com idade média de 24 anos, que permiti reduzir o consumo energético, isto é, aumentando o desempenho de combustível e energia das embarcações utilizadas no setor de transportes de cargas dos rios da Amazônia.
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Desempenho de conjunto motor-gerador utilizando biocombustíveis sob cargas variadas / Performance of engine-generator set using biofuels under varied loadsRigotte, Marcio Roberto 14 February 2014 (has links)
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DissertacaoMarcioRRigotte.pdf: 1614115 bytes, checksum: 34d26d4df31cfcd99ebf450c783bee96 (MD5)
Previous issue date: 2014-02-14 / The rising demand for energy, coupled with its high cost and the search for sustainability propitiated in recent years an increase in demand for renewable biofuels, including biodiesel. Although Brazil, and specifically Paraná, present agricultural vocation, with diversity of raw materials for biodiesel production, it remains tied to demand compulsory. This work aimed to evaluate the energetic performance of an engine-generator set using diesel oil and biodiesel of different feedstocks. The experiment was conducted in the Experimental Nucleus for Agricultural Engineering (NEEA), State University of West Paraná (UNIOESTE), located in Cascavel - Paraná, using entirely randomized design. The treatments were diesel oil, and three different types of biodiesel (crambe, soybean and waste frying oil) being used pure biodiesel (B100) and the binary blends B10, B20 and B50. The resistive loads used were 1, 2, 3, 4 and 5 kW for each type of fuel, a total of five replications. Among other observations, we evaluated the heating value, specific fuel consumption (CE) and energy efficiency (EE). The best CE was diesel with 0,349 Kg KW h-1 in the load 5 KW, followed by BC20-2 with 0,524 Kg kW h-1 and BC50-3 with 0,433 Kg kW h-1. Biodiesel has the CE nearest of the diesel with increasing resistive load, indicating that its use in operation closest the rated capacity is more efficient. Among the types of biodiesel, the crambe oil showed lower CE, with some values without significant differences (Tukey 5%) of the diesel CE, as BC20-4 with 0,383 Kg kW h-1 and BC10-5 with 0,367 Kg KW h-1. The best EE were DI-5 25,6%, BC100-5 25,5%, BC50-5 25,0%, BS100-5 24,8% and BORF100-5 24,6%. Pure biodiesel (B100) tends to show best EE that the binary blends used. The BC100 showed EE of 9,9 17,8, 21,8, 24,3 and 25,5% respectively for resistive load of 1, 2, 3, 4 and 50 KW. In the range of biodiesel evaluated, crambe oil obtained EE closer to diesel, and the BC100 exceeded diesel EE to the loads 2, 3 and 4 / A crescente demanda por energia, associada a seus elevados custos e a busca por sustentabilidade propiciaram nos últimos anos um aumento na procura por biocombustíveis renováveis, dentre eles o biodiesel. Apesar do Brasil, e especificamente o Paraná, apresentarem vocação agrícola, com diversidade de matérias-primas para obtenção de biodiesel, esta permanece atrelada a demanda compulsória. Este trabalho buscou avaliar o desempenho energético de um conjunto motor-gerador utilizando diesel de petróleo e biodiesel de diferentes matérias primas. O experimento foi conduzido no Núcleo Experimental em Engenharia Agrícola (NEEA), da Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), Cascavel Paraná, utilizando delineamento experimental inteiramente casualizado. Os tratamentos utilizados foram o diesel de petróleo, e três diferentes tipos de biodiesel (crambe, soja e óleo residual de fritura), sendo o biodiesel utilizado puro (B100) e nas misturas binárias B10, B20 e B50. As cargas resistivas utilizadas foram de 1, 2, 3, 4 e 5 KW para cada tipo de combustível, com total de cinco repetições. Entre outras observações, foi avaliado o poder calorífico, o consumo específico (CE) e a eficiência energética (EE). O melhor CE foi o diesel com 0,349 Kg KW h-1 na carga 5 KW, seguido por BC20-2 com 0,524 Kg KW h-1 e o BC50-3 com 0,433 Kg KW h-1. O biodiesel apresenta CE mais próximo do diesel com o aumento da carga resistiva, indicando que sua utilização em operações mais próxima da capacidade nominal é mais eficiente. Dentre os tipos de biodiesel, o de óleo de crambe apresentou menor CE, com alguns valores sem diferenças significativas (Tukey 5%) do CE do diesel, como o BC20-4 com 0,383 Kg KW h-1 e o BC10-5 com 0,367 Kg KW h-1. As melhores EE foram DI-5 25,6%, BC100-5 25,5%, BC50-5 25,0%, BS100-5 24,8% e BORF100-5 24,6%. O biodiesel puro (B100) tende a apresentar melhor EE que as misturas binárias utilizadas. O BC100 apresentou EE de 9,9 17,8 21,8 24,3 e 25,5% respectivamente para as cargas resistivas de 1, 2, 3, 4 e 5 KW. Na gama de biocombustíveis avaliados, o de óleo de crambe obteve EE mais próxima ao do diesel, sendo que BC100 superou EE do diesel nas cargas 2, 3 e 4.
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Redução do consumo específico de energia elétrica total no processo de fusão em um forno elétrico a arco /Santos, Hachiley Polly de Castro January 2019 (has links)
Orientador: Pedro Magalhães Sobrinho / Resumo: O aço é um dos materiais mais utilizados em todo o mundo, é possível ser 100% reciclado, obtendo novo aço sem perda de qualidade e quantas vezes for necessário. O setor siderúrgico é o maior consumidor de energia final destinado a indústria. Para produção do aço existem diversas alternativas possíveis. Neste trabalho é destacada a do forno elétrico a arco, a mais eficiente em termos de energia consumida e a única a qual pode-se utilizar como matéria-prima até 100% de material reciclado. Sendo o aço uma commodity, uma mercadoria básica facilmente intercambiável e utilizada como insumo para produção de outros produtos, tem seu preço regulado pelo mercado e trabalhos em eficiência energética são essenciais para a competitividade das empresas. O presente trabalho visa elaborar sugestões de métodos e tecnologias que possibilitem a redução do consumo específico de energia elétrica em kWh/t (quilowatt hora por tonelada de aço) para o processo de fusão do aço de um forno elétrico a arco, localizado na região do Vale do Paraíba. A metodologia empregada foi a pesquisa-ação, tendo um forno elétrico a arco real, disponível para estudos e captura de dados. As soluções encontradas estão desde técnicas operacionais de produção, até tecnologias em reaproveitamento de gases de exaustão, utilizados para o pré-aquecimento de sucata. Como resultado da pesquisa, obteve-se um conjunto de possibilidades tecnológicas com ganhos de até 143 kWh/t, o que representa cerca de 34% de redução no consumo es... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Steel is one of the most widely used materials worldwide, and it is possible to recycle 100% of it so as to generate new steels without quality loss and as many times as needed, however, the steel sector is the largest final energy consumer. There are several possible routes for steel production, but the Electric Arc Furnace has been selected for the present work due to being the most efficient in terms of energy consumption and it is the only one that can use up to 100% of recycled matter as raw material. As steel is a commodity, a basic goods easily interchangeable and used as input for the production of other products, its price is set by the market and energy efficiency studies are essential for the competitiveness of companies. The present work aims to elaborate suggestions of methods and technologies that allow the reduction of the specific electric energy consumption in kWh/t (kilowatt hour per ton of steel) by the steel melting process of an electric arc furnace located in the region of the Paraíba Valley. The methodology used was the action research, having an electric arc furnace, available for studies and data capture. The identified solutions range from operational production techniques to exhaust gas recovery technologies for scrap preheating. As a result, a set of technological possibilities with savings of up to 143 kWh/t have been obtained, which represents about 34% reduction in specific electric energy consumption by taking into account an average consumptio... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Avaluació del procés de desintegració de papers recuperatsPuig Serramitja, Josep 19 November 2004 (has links)
La desintegració és una etapa important en la recuperació de paper vell, ja que té importants conseqüències en consum d'energia i en el comportament de les etapes posteriors.Per això els objectius es centren en analitzar la desintegració des del punt de vista del temps de desintegració, els aspectes energètics, modelització de la màquina de desintegració utilitzada i anàlisi dels factors de cisallament calculats com a mesura global de les forces implicades en la desintegració. Els autors que hi han treballat donen diferents explicacions a aquestes forces. Fins avui només s'ha pogut avaluar qualitativament la influència que tenen cada un dels mecanismes en el temps necessari per a desintegrar i en el consum energètic. Les característiques reològiques de les suspensions papereres, i el seu comportament no newtonià tenen una clara influència en el consum energètic i les forces de desfibrat en el desintegrador.Els experiments de desintegració s'han realitzat en un púlper convencional, amb tres tipus de paper recuperat: paper estucat d'alta qualitat imprès offset (PQ), paper revista estucat imprès en color (PR), paper blanc imprès en impresora làsser (PF).Anàlisi del temps de desintegracióPer cada un del papers estudiats (PQ, PR i PF), les fraccions màssiques des de 0.06 fins a la màxima que estat possible per cada paper (de 0.14 a 0.18), i a dues velocitats d'agitació diferents, s'ha determinat el temps de desintegració (tD) fins a aconseguir un índex de Sommerville de 0.01%. S'obté que en augmentar la fracció màssica disminueix potencialment el temps de desintegració. S'ha estudiat la velocitat de desintegració, la producció teòrica del púlper en cada cas, i la seva relació amb les forces d'impacte i de fregament que produeixen la desintegració.Aspectes energèticsEl consum específic d'energia (SEC), definit com l'energia consumida per a desintegrar 1 kg de paper recuperat, disminueix molt en augmentar Xm, ja que a més de disminuir l'energia consumida en cada desintegració, el contingut en paper és més elevat. Pel disseny de desintegradors, cal tenir en compte que en augmentar Xm i en augmentar la velocitat, sempre augmenta la potència consumida. Però així com els beneficis de treballar a Xm alt són de 10 vegades en termes de SEC i de producció, l'augment de potència és només de l'ordre de 2 vegades la necessària respecte de la Xm baixa. Viscositat aparent i energia de fluiditzacióS'estudia la relació entre el temps de desintegració, les forces de fregament i els valors de viscositat aparent de la bibliografia. Per cada paper i velocitat s'ha observat que el consum específic d'energia disminueix en funció de la viscositat aparent.Reologia del púlperUtilitzant el mètode de Metzner i Otto (1957) per determinar la viscositat aparent mitjana de les suspensions papereres, modificat per Roustan, s'ha caracteritzat el pulper mitjançant el model: Np= K· Rex·Fry S'han utilitzat dissolucions de glicerina com a fluid newtonià per a calcular les constants d'ajust, i a partir d'aquí, aïllar la viscositat aparent en funció de la potència neta i els paràmetres d'agitació.La viscositat aparent, d'acord amb Fabry (1999) es substitueix pel concepte de factor de cisallament.Factor de cisallamentCalculat el factor de cisallament per a cada paperot i condicions d'agitació, s'ha relacionat amb Xm, SEC, tD, consum de potència, potència instal·lada i fracció cel·lulòsica. El factor de cisallament és un paràmetre útil per a quantificar les forces globals implicades en la desintegració. / Disintegration is an important stage in paper recovery and it has important consequences in energy consumption and in the following stages.The objectives of this thesis are focussed in analyzing disintegration considering disintegration time, power aspects, modelisation of the disintegration machine and analysis of the calculated shear factors as a global measurement of the forces implied in the disintegration.Until now, it has only been possible a qualitative evaluation of the influence of every mechanism in the time necessary to disintegrate the pulp, and in the power consumption.Rheological characteristics of suspensions and their non-Newtonian behaviour it is known that clearly influence power consumption and defibering forces acting during repulping. Disintegration experiments have been made in a conventional pulper, with three types of recovered paper: high quality coated printed offset paper, magazine coated colour printed paper and white laser printed paper.Analysis of disintegration timeTime necessary to achieve a Somerville index of 0.01%, was determined for each paper studied, at mass fractions ranging from 0,06 until the maximum possible for each type of paper (0,14 or 0,18) and at two different agitation speeds. It has been found that when increasing the mass fraction, disintegration time decreases potentially. Disintegration speed and theoretical production of pulp have been studied in each case, and they have been related with friction and impact forces.Power aspects Specific energy consumption (SEC) defined as the energy consumed during disintegration of 1 kg of recovered paper, was reduced with increasing mass fraction (Xm), because the energy consumed during disintegration decreases and the pulp contend in the pulper is higher. And increase of Xm and pulper agitation speed always increases the power consumed. An increase of only 2 times of power consumption (due to working at high Xm) produces benefits in SEC and production of 10 times.Apparent Viscosity and fluidisation energy Relation between disintegration time, friction forces and apparent viscosity were studied. For each paper and speed it has been observed that SEC was reduced when increasing apparent viscosity.Rheology of pulper Using Metzner and Otto methodology to determine average apparent viscosity of suspensions, modified by Roustan, pulper was characterized by means of model Np=K·Rex·Fry. Glycerine dissolutions have been used as Newtonian fluid to calculate constants of adjustment, and from here, apparent viscosity was determined from net power and agitation parameters. Apparent viscosity, in agreement with Fabry, is replaced by the concept of shear factor.Shear FactorOnce calculated the shear factor for each type of paper and conditions of agitation, the values obtained have been related to Xm, SEC, td, power consumption, installed power and cellulose fraction. Shear factor is a useful parameter to quantify the global forces acting in disintegration process.
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