Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2421362 bytes, checksum: 6162f260770d9ee1bedb3c6f159b9e2a (MD5) Previous issue date: 2010-07-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Two methods for solving a direct heat diffusion problem inside a cylindrical enclosure are proposed, each one is applied with a linear and plus a non-linear solution. Besides, a experimental apparatus was developed for theoretical models validation purpose. Furthermore, as an application of the proposed system the inverse analysis (inverse problem) is used to determine the thermal diffusivity of a liquid (water). The physical experimental system consists of a hollow cylinder, made from metal material (aluminum), which is filled with a liquid fluid whose thermal diffusivity we want to estimate. A sensor element (PT 1000) should measure the temperature at the points that it must be acquired and controlled. The controller has to compare the actual temperature value with the desired one and send command to actuator (Peltier module), which is physically in contact with the metallic cylinder, responding by heating or cooling system. The temperature inside the liquid is measured by thermocouples and saved in a file through software. Temperature control must ensure the thermal conditions during the actual experimental procedure, what is also object of this study. Regarding the direct problem, heat conduction model, one-dimensional and cylindrical radial symmetry for the transient response of temperature measured at the center of a cylindrical cavity. Following the formal proceedings, the Generalized Integral Transform Technique is one of the methods used to solve the direct problem and thus determine the theoretical temperature field, yielding results of the standard type. Initially, considering the thermal diffusivity constant (linear problem) and, after, another approach considering a linear dependence of the parameter with temperature. A proposal for alternative solution is done using the Network Simulation Method (NSM), first in the classical version of linear solution, and afterward as an innovative version through the use of an element whose electrical resistance varies linearly with the voltage. In addition, the liquid medium is considered stationary, thus, any convective and radiative exchanges inside the medium are neglected. The feasibility of determining the unknown thermal diffusivity, through the proposed device is inferred by analyzing the mathematical representation of this system by comparing it with the experimental results. A MATLAB software was developed to enable the solution of the parameter estimation, which was solved using the norm minimization of the least-squares by Levenberg-Marquardt algorithm. The results show the feasibility of the proposed system. / São propostos dois métodos de resolução para um problema (direto) de difusão de calor no interior de uma cavidade cilíndrica, cada um dos métodos é aplicado com solução linear e outra não linear. Conjuntamente, é desenvolvido um aparato experimental para validação dos modelos teóricos. E, como uma aplicação do sistema proposto a análise inversa (problema inverso) é usada para determinar a difusividade térmica de um líquido (água). O sistema físico experimental consiste de uma cavidade cilíndrica de material metálico (alumínio) vazada, a ser preenchida com o material líquido do qual se quer estimar a difusividade térmica. Um elemento sensor (PT 1000) deve medir a temperatura no(s) ponto(s) em que a temperatura precisa ser medida e controlada. O controlador deve comparar a temperatura real com o valor desejado e enviar sinal de comando ao atuador (pastilha Peltier), o qual está fisicamente em contato com o cilindro metálico, respondendo pelo aquecimento ou resfriamento do sistema. A temperatura no interior do líquido é medida por termopares e salva em arquivo através de softwares. O controle de temperatura precisa manter as condições térmicas durante o procedimento experimental real, o que, também, é objeto deste estudo. No que concerne ao problema direto, modelo de condução de calor unidimensional e com simetria cilíndrica radial para obter a resposta transiente da temperatura medida no centro de uma célula cilíndrica. Seguindo os procedimentos formais, a Técnica da Transformada Integral Generalizada é um dos métodos utilizados para resolver o problema direto e, por conseguinte, determinar o campo de temperatura teórico, gerando resultados do tipo padrão. Inicialmente considerando-se a difusividade térmica constante, problema linear, e, em outra abordagem considerando-se uma dependência linear desta com a temperatura. Uma proposta para solução alternativa é feita utilizando-se o Método de Simulação de Rede (NSM), tanto na versão clássica de solução linear, quanto numa versão inovadora através do uso de um elemento cuja resistência elétrica varia linearmente com o potencial elétrico. Além disso, o meio líquido é considerado estacionário, assim, eventuais trocas convectivas e radiativas no interior do meio são negligenciadas. A viabilidade em se determinar a difusividade térmica desconhecida, através do dispositivo proposto, é inferida analisando a representação matemática deste sistema comparando-a com os resultados experimentais. Um software em MATLAB foi desenvolvido para viabilizar a solução do problema de estimativa de parâmetro para a difusividade térmica, o qual foi resolvido por meio da minimização da norma dos mínimos quadrados pelo algoritmo de Levenberg-Marquardt. Os resultados obtidos mostram a viabilidade do sistema proposto.

Um foguete é basicamente constituído de motores-foguete com a finalidade de fornecer energia por meio da combustão do propelente e impulsionar todo o conjunto, e de uma carga útil que pode ser desde um satélite de comunicações até experimentos biológicos. Internamente, o propelente é aderido ao metal ou isolante térmico por meio de um revestimento adesivo conhecido como liner. O liner é um adesivo ativado, especialmente desenvolvido para promover uma adesão adequada que garanta a integridade estrutural do grão propelente. Em sua composição, o liner possui um balanço específico de compostos que permitem a interdifusão de componentes entre as interfaces liner/propelente, de modo a promover uma ponte química entre o adesivo e o propelente. Para que o processo de interdifusão possa ocorrer é necessário que o liner não esteja completamente curado, pois um alto grau de cura interfere nesse processo, mas também não pode apresentar um grau de cura muito baixo, visto que a adição do propelente é feita na vertical e um baixo grau de cura ocasionará em um escoamento da camada adesiva. Um fator de grande importância nesse processo é o controle do tack, propriedade apresentada pelos adesivos de se aderirem ao substrato ou vice-versa imediatamente após serem postos em contato sobre uma leve pressão. O domínio desse fenômeno permite encontrar a faixa de adesão mais adequada na qual não o adesivo não escoe e que ainda seja quimicamente ativo. O tack pode ser mensurado em termos de força e energia por meio de ensaios de tração, e testes de adesão, permitindo encontrar a faixa adequada para efetuar a adição do propelente. Na presente tese de mestrado foram levantadas as curvas de tack e calculadas as energias. Testes de adesão mostraram que a faixa ideal de tack situa-se entre 120 e 180 minutos de cura do liner a 80 C, promovendo uma falha coesiva no propelente.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-08-08T19:59:24Z No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-08-08T19:59:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:59:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reprodução Não Autorizada.pdf: 47716 bytes, checksum: 0353d988c60b584cfc9978721c498a11 (MD5) Previous issue date: 2017-11-07 / The increasing requests for shorter execution times in concrete using concrete results in a consequent demand for thermal control. This work aims to evaluate the use of silica in the reduction of temperature in cement reactions through tests on cement pastes using device and semi-adiabatic method developed in this research. For that, an equipment and method of use was developed. This work presents a method, including the design of the semi-adiabatic reaction measuring device, with the application of suitable materials to obtain the results, as well as an adequate experimental planning, allowing the evaluation of the active silica as a thermal control proposal. The results showed the different temperature indications, according to the respective dosages of active silica. The dosages of cement were substituted by silica in the proportions of 0, 7, 14 and 20% both with respect to w / c relation of 0.5. The silica was presented increasing or decreasing the temperatures of the reactions according to dosage, aspect, therefore, determinant to the process of application of the same for such purpose according to the data observed. / As crescentes solicitações de menores prazos de execução em projetos utilizando concreto massa traz consequente demanda ao controle térmico. Este trabalho tem o objetivo de avaliar a utilização da sílica na redução da temperatura em reações cimentícias através de ensaios em pastas de cimento empregando dispositivo e método semi-adiabático desenvolvidos nesta pesquisa. Para tanto foi elaborada um equipamento e método de uso. Este trabalho apresenta um método, incluindo o projeto do dispositivo de medição semi-adiabática da reação, contando com a aplicação de materiais adequados a obtenção dos resultados, bem como um planejamento experimental adequado possibilitando obter avaliação da sílica ativa como proposta de controle térmico. Os resultados mostraram as diferentes indicações de temperatura, conforme as respectivas dosagens de sílica ativa. Foram praticadas as dosagens de sílica em substituição ao cimento nas proporções de 0, 7, 14 e 20% ambas com relação a/c de 0,5. A sílica apresentou-se aumentando ou diminuindo as temperaturas das reações conforme dosagem, aspecto, portanto, determinante ao processo de aplicação da mesma para tal finalidade segundo os dados observados.

A constante influência humana em atividades de manejo animal, além de aumentar os custos de produção, torna-se uma adicional fonte geradora de estresse sobre os animais. Nesse sentido, é necessária a busca pelo desenvolvimento de métodos alternativos de acompanhamento, à distância e em tempo real, das condições físicas dos animais, em conjunto com o controle das instalações. Para a identificação da condição de conforto ou estresse calórico dos animais, alguns indicativos podem vir a auxiliar, tais como a temperatura retal (TR), sendo esse um bom indicador da temperatura do núcleo corporal, bem como, a frequência respiratória (FR). Porém, com a crescente preocupação em relação ao bem-estar animal, vários questionamentos são feitos acerca de métodos invasivos, motivando a busca por alternativas à mensuração da TR. Surge então, como variável alternativa, a temperatura da superfície corporal, buscando-se correlacioná-la com a TR e FR. Sendo assim, com essa pesquisa objetivou-se identificar a região mais adequada da superfície corporal dos suínos, em fase de creche, que apresente a melhor correlação com a TR e FR. Para tal, foi conduzido um experimento, dividido em duas etapas: etapa 1) pré-experimento, sendo conduzido com dois animais em câmara climática, variando-se as condições de temperatura e testando-se métodos de fixação de sensores e coleta de dados inicialmente propostos; e etapa 2) experimento principal. Este último foi conduzido em uma câmara climática, com cinco leitões da raça Landrace x Large White, com 30 dias de idade, provenientes de uma mesma ninhada e do mesmo sexo (fêmea). Variaram-se as condições de temperatura no interior da câmara climática de 14°C a 35,5°C, de modo a atingir situações de estresse tanto por frio quanto por calor, sendo calculada a entalpia para os propósitos do presente estudo. O delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado, com um único fator, a entalpia ambiente, com sete níveis (31,26; 39,56; 51,12; 59,24; 74,82; 82,96; 94,26 kJ.kg de ar seco-1). Foram realizadas medidas repetidas em intervalos de 30 minutos, em seis diferentes regiões corporais: cabeça (A), paleta (B), lombo (C), pernil (D), orelha (E) e timpânica (F). Para as regiões de A a E foram utilizados dois métodos de medida diferentes: datalogger de temperatura Thermochron iButton® - DS1921G e outro via termômetro de infravermelho Fluke® 566. Para a região F, utilizou-se um termômetro de infravermelho de testa e ouvido G-Tech - T1000. Todos com cinco repetições das medidas para cada variável, em cada situação ambiente. Com os resultados obtidos foi possível propor equações de regressão múltipla para a TR e FR, sendo esta última apontada pela análise de componentes principais como a melhor candidata a correlações com as temperaturas da superfície corporal e por ser um bom indicador da situação de estresse térmico. Por meio desses resultados foi possível observar que a região timpânica mostrou-se como a melhor opção para acompanhamento tanto da TR quanto da FR via termômetro de infravermelho (TiF), enquanto que ao utilizar sensores de temperatura da superfície corporal, a melhor opção foi a orelha (TbE) para predição de TR, e a região do lombo (TbC) para predição de FR. / Human constant influence in handling activities, besides raising production costs, becomes another stress source for the animals. In this sense, it becomes necessary the development of alternative methods, that can remotely monitor, in real time, animal\'s physical conditions, together with remote facilities control. In terms of identifying comfort or stressful thermal situations for animals, some indicators can be handy, such as rectal temperature (RT), which is a good indicator of the core body temperature, as well as, the respiratory rate (RR). Although, with the raising concerns about animal welfare, several questions are raised against invasive methods, encouraging the search for alternatives to RT measuring. The determination of body surface temperature values, trying to correlate them to RT and RR, emerges as an alternative. Thus, it\'s aimed, with this research, to identify the most adequate swine body surface region, in nursery phase, which presents better correlation with RT and RR. For that, an experiment was conducted, divided in two stages: stage 1) pre-experiment, being conducted with two animals in a climate chamber, varying temperature conditions and testing sensor fixation and data collection methods previously proposed; and stage 2) main experiment. The last one was conducted in a climate chamber, with five Landrace x Large White piglets, 30 days aged, from the same litter and of the same sex (female). Temperature conditions inside the chamber were varied from 14°C to 35.5°C, attaining stressful situations both for cold and heat, being calculated the enthalpy for this study purposes. The statistical design used was the completely randomized, with one factor only, the ambient enthalpy, in seven levels (31.26; 39.56; 51.12; 59.24; 74.82; 82.96; 94.26 kJ.kg of dry air-1). Repeated measures were taken in 30 minutes intervals, in six different body regions: head (A), shoulder (B), loin (C), ham (D), ear (E) and tympanic (F). For regions from A to E, two different methods were used: temperature datalogger Thermochron iButton® - DS1921G and infrared thermometer Fluke® 566. For region F, a forehead and ear infrared thermometer G-Tech - T1000 was used. All of them had five replicates of measures for each variable, in each environment situation. With the obtained data, it was possible to propound multiple regression equations for RT and RR, the last one being shown by principal components analysis as a better candidate to correlate to body surface temperatures and because it\'s a good indicator of the animal\'s thermal stress situation. By means of these results it was possible to observe that the tympanic region arises as the better option for monitoring RT and RR through infrared thermometer (TiF), while when using body surface temperature sensors, the best option was the ear (TbE) for predicting RT, and the loin region (TbC) for predicting RR.

A constante influência humana em atividades de manejo animal, além de aumentar os custos de produção, torna-se uma adicional fonte geradora de estresse sobre os animais. Nesse sentido, é necessária a busca pelo desenvolvimento de métodos alternativos de acompanhamento, à distância e em tempo real, das condições físicas dos animais, em conjunto com o controle das instalações. Para a identificação da condição de conforto ou estresse calórico dos animais, alguns indicativos podem vir a auxiliar, tais como a temperatura retal (TR), sendo esse um bom indicador da temperatura do núcleo corporal, bem como, a frequência respiratória (FR). Porém, com a crescente preocupação em relação ao bem-estar animal, vários questionamentos são feitos acerca de métodos invasivos, motivando a busca por alternativas à mensuração da TR. Surge então, como variável alternativa, a temperatura da superfície corporal, buscando-se correlacioná-la com a TR e FR. Sendo assim, com essa pesquisa objetivou-se identificar a região mais adequada da superfície corporal dos suínos, em fase de creche, que apresente a melhor correlação com a TR e FR. Para tal, foi conduzido um experimento, dividido em duas etapas: etapa 1) pré-experimento, sendo conduzido com dois animais em câmara climática, variando-se as condições de temperatura e testando-se métodos de fixação de sensores e coleta de dados inicialmente propostos; e etapa 2) experimento principal. Este último foi conduzido em uma câmara climática, com cinco leitões da raça Landrace x Large White, com 30 dias de idade, provenientes de uma mesma ninhada e do mesmo sexo (fêmea). Variaram-se as condições de temperatura no interior da câmara climática de 14°C a 35,5°C, de modo a atingir situações de estresse tanto por frio quanto por calor, sendo calculada a entalpia para os propósitos do presente estudo. O delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado, com um único fator, a entalpia ambiente, com sete níveis (31,26; 39,56; 51,12; 59,24; 74,82; 82,96; 94,26 kJ.kg de ar seco-1). Foram realizadas medidas repetidas em intervalos de 30 minutos, em seis diferentes regiões corporais: cabeça (A), paleta (B), lombo (C), pernil (D), orelha (E) e timpânica (F). Para as regiões de A a E foram utilizados dois métodos de medida diferentes: datalogger de temperatura Thermochron iButton® - DS1921G e outro via termômetro de infravermelho Fluke® 566. Para a região F, utilizou-se um termômetro de infravermelho de testa e ouvido G-Tech - T1000. Todos com cinco repetições das medidas para cada variável, em cada situação ambiente. Com os resultados obtidos foi possível propor equações de regressão múltipla para a TR e FR, sendo esta última apontada pela análise de componentes principais como a melhor candidata a correlações com as temperaturas da superfície corporal e por ser um bom indicador da situação de estresse térmico. Por meio desses resultados foi possível observar que a região timpânica mostrou-se como a melhor opção para acompanhamento tanto da TR quanto da FR via termômetro de infravermelho (TiF), enquanto que ao utilizar sensores de temperatura da superfície corporal, a melhor opção foi a orelha (TbE) para predição de TR, e a região do lombo (TbC) para predição de FR. / Human constant influence in handling activities, besides raising production costs, becomes another stress source for the animals. In this sense, it becomes necessary the development of alternative methods, that can remotely monitor, in real time, animal\'s physical conditions, together with remote facilities control. In terms of identifying comfort or stressful thermal situations for animals, some indicators can be handy, such as rectal temperature (RT), which is a good indicator of the core body temperature, as well as, the respiratory rate (RR). Although, with the raising concerns about animal welfare, several questions are raised against invasive methods, encouraging the search for alternatives to RT measuring. The determination of body surface temperature values, trying to correlate them to RT and RR, emerges as an alternative. Thus, it\'s aimed, with this research, to identify the most adequate swine body surface region, in nursery phase, which presents better correlation with RT and RR. For that, an experiment was conducted, divided in two stages: stage 1) pre-experiment, being conducted with two animals in a climate chamber, varying temperature conditions and testing sensor fixation and data collection methods previously proposed; and stage 2) main experiment. The last one was conducted in a climate chamber, with five Landrace x Large White piglets, 30 days aged, from the same litter and of the same sex (female). Temperature conditions inside the chamber were varied from 14°C to 35.5°C, attaining stressful situations both for cold and heat, being calculated the enthalpy for this study purposes. The statistical design used was the completely randomized, with one factor only, the ambient enthalpy, in seven levels (31.26; 39.56; 51.12; 59.24; 74.82; 82.96; 94.26 kJ.kg of dry air-1). Repeated measures were taken in 30 minutes intervals, in six different body regions: head (A), shoulder (B), loin (C), ham (D), ear (E) and tympanic (F). For regions from A to E, two different methods were used: temperature datalogger Thermochron iButton® - DS1921G and infrared thermometer Fluke® 566. For region F, a forehead and ear infrared thermometer G-Tech - T1000 was used. All of them had five replicates of measures for each variable, in each environment situation. With the obtained data, it was possible to propound multiple regression equations for RT and RR, the last one being shown by principal components analysis as a better candidate to correlate to body surface temperatures and because it\'s a good indicator of the animal\'s thermal stress situation. By means of these results it was possible to observe that the tympanic region arises as the better option for monitoring RT and RR through infrared thermometer (TiF), while when using body surface temperature sensors, the best option was the ear (TbE) for predicting RT, and the loin region (TbC) for predicting RR.

Neste trabalho é apresentado um sistema automatizado para armazenamento e conservação de alimentos vegetais frescos baseado em instrumentação eletroeletrônica e software de controle desenvolvido em LabView. Para a conservação, os produtos (já embalados) são armazenados imersos em uma solução aquosa preparada com água e um anticongelante como o etileno glicol (2%). Esta metodologia de armazenamento permite aumentar o tempo de prateleira através da redução da temperatura, sem o perigo de congelar os produtos armazenados. Os resultados mostram que a metodologia permite armazenar produtos frescos com segurança a apenas 0,4ºC acima do ponto de congelamento, enquanto que em câmaras convencionais esses devem ser armazenados a, pelo menos, 2,0ºC acima do ponto de congelamento. Essas condições proporcionam ao sistema de hidroconservação maior imunidade a perturbações de carga térmica e abertura de porta e velocidade adequada para um rápido resfriamento de produtos frescos. / This work presents an automated system for fresh vegetable food conservation based on electronic instrumentation, a storage chamber, and software for system control, whose procedures were developed in LabView. For conservation the fresh packaged products are stored into a controlled temperature liquid volume (55.3 liters), i.e., an aqueous solution prepared with water and ethylene glycol (2%). This conservation methodology allows to increase shelf time of fresh vegetables by means of reducing the storage temperature range to a safe operating condition without freezing the products. Results have shown the suitability of the developed system, which enables to store fresh products with safety and preserving quality as close as 0.4°C of the freezing point. In a conventional chamber fresh products must be stored considering at least a safety range of 2.0°C, which is much farther from the freezing point. Therefore, these conditions give to the hydro-conservation system large immunity regarding thermal load perturbation as well during door operation and adequate speed for fast cooling processes for fresh products.

Neste trabalho é apresentado um sistema automatizado para armazenamento e conservação de alimentos vegetais frescos baseado em instrumentação eletroeletrônica e software de controle desenvolvido em LabView. Para a conservação, os produtos (já embalados) são armazenados imersos em uma solução aquosa preparada com água e um anticongelante como o etileno glicol (2%). Esta metodologia de armazenamento permite aumentar o tempo de prateleira através da redução da temperatura, sem o perigo de congelar os produtos armazenados. Os resultados mostram que a metodologia permite armazenar produtos frescos com segurança a apenas 0,4ºC acima do ponto de congelamento, enquanto que em câmaras convencionais esses devem ser armazenados a, pelo menos, 2,0ºC acima do ponto de congelamento. Essas condições proporcionam ao sistema de hidroconservação maior imunidade a perturbações de carga térmica e abertura de porta e velocidade adequada para um rápido resfriamento de produtos frescos. / This work presents an automated system for fresh vegetable food conservation based on electronic instrumentation, a storage chamber, and software for system control, whose procedures were developed in LabView. For conservation the fresh packaged products are stored into a controlled temperature liquid volume (55.3 liters), i.e., an aqueous solution prepared with water and ethylene glycol (2%). This conservation methodology allows to increase shelf time of fresh vegetables by means of reducing the storage temperature range to a safe operating condition without freezing the products. Results have shown the suitability of the developed system, which enables to store fresh products with safety and preserving quality as close as 0.4°C of the freezing point. In a conventional chamber fresh products must be stored considering at least a safety range of 2.0°C, which is much farther from the freezing point. Therefore, these conditions give to the hydro-conservation system large immunity regarding thermal load perturbation as well during door operation and adequate speed for fast cooling processes for fresh products.