Made available in DSpace on 2014-10-09T12:31:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01364.pdf: 1324540 bytes, checksum: 44c583798f18e37ff9c002a8f8db64be (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:24:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00918.pdf: 2210216 bytes, checksum: 8a07da9aff43ead30bf606a20d81f159 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Escola Politecnica, Universidade de Sao Paulo - POLI/USP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:24:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00919.pdf: 2520055 bytes, checksum: 45409cadb3d69c39b7c4fcc648e99259 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Escola Politecnica, Universidade de Sao Paulo - POLI/USP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-01-21T10:18:45Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-01-21T10:18:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Reatores PWR empregam, como combustível nuclear, pastilhas de UO2 acondicionadas em tubos de ligas de zircônio, chamados de encamisamento. Na sua fabricação são gerados cavacos de usinagem que não podem ser descartados, pois a reciclagem deste material é estratégica quanto aos aspectos de tecnologia nuclear, econômicos e ambientais. As ligas nucleares têm altíssimo custo e não são produzidas no Brasil, sendo importadas para a fabricação do combustível nuclear. Neste trabalho são abordados dois métodos para reciclar os cavacos de Zircaloy. No primeiro, os cavacos foram fundidos utilizando um forno elétrico a arco para obter lingotes. O segundo usa a técnica da metalurgia do pó, onde os cavacos foram submetidos à hidretação e o pó resultante foi moído e isostaticamente prensado e, a seguir, sinterizado a vácuo. A composição química, as fases presentes e a dureza no material foram determinadas. Os lingotes foram tratados termicamente e laminados, sendo que as microestruturas foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Os resultados para ambos os métodos mostraram que a composição do Zircaloy reciclado cumpre as especificações químicas e apresentaram microestrutura adequada para uso nuclear. Os bons resultados do método de metalurgia do pó sugerem a possibilidade de produzir pequenas peças, como as tampas do encamisamento - end-caps, usando a sinterização no formato quase final (near net shape). / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:29:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assis_Ginode_D.pdf: 24086510 bytes, checksum: b80c2dd3dcdda04486140dd86e3c5360 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um estudo de crescimento de grãos em pastilhas de UO2, em sinterizações a 1700°C/2h/H2 e a 1750°C/4h/H2, por intermédio do crescimento das partículas do pó de UO2, do semeamento isoestrutural e da adição de Al2O3-SiO2. O crescimento das partículas do pó resultou em pastilhas com estruturas de grãos e poros grandes no centro e pequenos na borda, que foram atribuídas a diferentes pressões de oxigênio nestas duas regiões das pastilhas. A 1700°C/2h/H2 o tamanho médio de grãos foi de 8,73 µm, que aumentou para 34,16 µm após ser novamente sinterizada a 1750°C/4h/H2. Após estocagem do pó por um ano, novas pastilhas obtidas a 1700°C/2h/H2 e a 1750°C/4h/H2 apresentaram tamanho médio de grãos de 3,51 e 20,50 µm. O menor crescimento de grãos nas pastilhas obtidas do pó estocado foi atribuído à maior energia de superfície deste pó devido a oxidação superficial das suas partículas durante o período de estocagem. Na aplicação da técnica do semeamento isoestrutural foram testadas sementes obtidas de pó de UO2 sinterizado, nos teores 1, 3 e 5% em peso, e tamanhos 0-5, 5-10, 10-20 e 20-38 µm. O tamanho da semente exerceu muito pouca influência sobre a densificação e o crescimento de grãos. Após sinterização a 1700°C/2h/H2 o tamanho médio de grãos aumentou com a adição de 1% de sementes enquanto a densidade permaneceu constante; no entanto, tanto a densidade quanto o tamanho de grãos diminuíram com adições acima de 1% em peso. Após sinterização a 1750°C/4h/H2, a densidade aumentou para todos os teores de sementes, no entanto, o tamanho médio de grãos aumentou com a adição de 1% de sementes e caiu para os demais teores. A adição de Al2O3-SiO2 foi experimentada com 0,1 e 0,2% em peso. Em todos os experimentos foram obtidas microestruturas de grãos homogêneas, o que sugere ter havido mudança das interfaces do sistema de sólido-gás para líquido-gás, anulando a influência da pressão de oxigênio sobre o crescimento de grãos, ou seja, houve sinterização em presença de fase líquida. Em ambas as condições de sinterização o teor de 0,1% em peso de Al2O3-SiO2 aumentou a capacidade de densificação das pastilhas, a qual diminuiu com a adição de 0,2% em peso. A 1700°C/2h/H2 houve aumento do tamanho médio de grãos com o aumento do teor desses aditivos. A 1750°C/4h/H2 o tamanho médio de grãos foi praticamente o mesmo na pastilha sem aditivos e na pastilha com adição de 0,2% em peso de Al2O3-SiO2, porém, o tamanho médio de grãos diminuiu com a adição de 0,1% em peso de Al2O3-SiO2. Os resultados obtidos permitiram analisar os mecanismos envolvidos na densificação e evolução das microestruturas de grãos e poros, nas diferentes condições de processamento testadas. Além de mostrar caminhos possíveis de crescimento de grãos em pastilhas de UO2, estes resultados poderão ser utilizados no desenvolvimento de pastilhas combustíveis com microestruturas adequadas para obtenção de combustível de alto desempenho para reatores nucleares de potência / Abstract: In this work, a study on UO2 pellets grain growth is presented, by sintering at 1700°C/2h/H2 and 1750°C/4h/H2, by coarsening the UO2 powder particles, by isostructural seeding and by Al2O3-SiO2 additions. The coarsening of the powder particles resulted in pellets with large grains and pores in the center and small ones close to the rim, which were attributed to different oxigen pressures in these two zones of the pellets. After sintering at 1700°C/2h/H2, the pellet average grain size attained 8.73 µm, which increased to 34.16 µm after another sintering at 1750°C/4h/H2. After being stored the powder for one year, new pellets were obtained at 1700°C/2h/H2 and at 1750°C/4h/H2, and their average grain size attained 3.51 and 20.50 µm, respectively. The minor grain growth in the pellets obtained from stored powder was attributed to the major surface energy of this powder, due to their particles surface oxidation during the storage period. Using the isostructural seeding technical, seeds obtained from UO2 powder sintering were used, on 1, 3 and 5 wt%, and within the band sizes 0-5, 5-10, 10-20 and 20-38 µm. The seed size caused too little influence on densification and grain growth. After sintering at 1700°C/2h/H2, the average grain size increased with 1 wt% seed addition, while the density remained constant; therefore, both density and average grain size decreased when the seed addition was over 1 wt%. After sintering at 1750°C/4h/H2, the density increased due to all seed grades, therefore, the average grain size increased due to 1 wt% seed addition but dropped to the other major grades. Al2O3-SiO2 additions were tested on 0.1 and 0.2 wt%. Homogeneous grain microstructures were obtained in all experiments, suggesting the change from the solid-gas interface to liquid-gas interface, avoiding the oxigen pressure influence on grain growth, i.e., there was sintering in liquid phase. The pellets densification ability was increased in both sintering conditions, when 0.1 wt% Al2O3-SiO2 was added; however, this ability decreased when 0.2 wt% Al2O3-SiO2 was added. At 1700°C/2h/H2, the average grain size increased in both Al2O3-SiO2 grades used. At 1750°C/4h/H2, the average grain size was approximately the same value in the pellet without additions and in the pellet with 0.2 wt% Al2O3-SiO2, but it decreased in the pellet with 0.1 wt% Al2O3-SiO2. These results allowed to analyse the mechanisms envolved on densification and, grains and pores microstructure evolution, on the different sintering conditions tested. They showed grain growth possibilities in UO2 pellets, which may be used in fuel pellets technology development with suitable microstructure, for obtaining of high performance fuel for nuclear power reactors / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

A crescente pressão mundial pelo desenvolvimento de tecnologias automotivas menos poluentes de emissões de combustíveis, incluindo o de combustiveis alternativos, foi a forma de impulsionar a tecnologia do Biodiesel, de origem não fóssil, derivados de fontes renováveis, visando substituir, gradualmente, o uso do óleo diesel, na matriz energética mundial. A diretiva americana “Clean air Act amendment of 1990”, a Lei S-517 e a diretiva européia “2003/30/EC of the European Parliament and of the Council of 8 May 2003” instituíram a adição do Biodiesel no óleo diesel. Nos Estados Unidos, este teor é de 20%, e, na Europa, é obrigatória a adição de 2%, em 2005, e será de 5,75%, em 2010. Dentro deste contexto, o Biodiesel necessita ser implementado no Brasil, de maneira gradual. A Lei brasileira 11097/05 tornará obrigatória sua adição de 2% (Biodiesel B2), em 2008 (ou de cerca de 840 milhões de litros de Biodiesel, do montante estimado de demanda do óleo diesel, de 42 bilhões de litros, em 2008), e de 5% (Biodiesel B5), em 2013. O objetivo deste trabalho é o de se identificarem alguns gargalos existentes, no âmbito técnico-econômico, no Programa Brasileiro do Biodiesel, e o de se estabelecer um plano de ação para o sucesso da implementação deste programa. No plano de ação, estão traçados possíveis cenários, com dois focos distintos: o de receita líquida máxima ao governo, sendo esta uma visão parcial de custeio (através dos cenários de substituição de importações do óleo diesel pelo Biodiesel e da introdução de óleo diesel / Biodiesel em veículos leves), e o do número máximo de empregos gerados, em 2008 e em 2013. A metodologia de pesquisa se baseia em pesquisa bibliográfica e na análise de dados coletados, que apontam para a urgente necessidade de isenção de impostos e de subsídios governamentais, para se viabilizar a produção das oleaginosas da mamona e da soja, a preços competitivos em relação ao óleo diesel. Dentro deste contexto, a mamona só se torna viável no âmbito social e técnico-social, de geração máxima de empregos, ao passo que as demais podem ser inseridas no contexto econômico e técnico-econômico, de receita líquida máxima ao governo. / The increasing demand for the development of automotive technologies of less polluting fuel emissions, including that of alternative fuels, has been the way to foster Biodiesel technology, of non-fossil origin, derived from renewable sources, aiming at gradually substituting the use of diesel oil, in the worldwide energetic matrix. The american directive “Clean air Act amendment of 1990” , the Law S-517, and the European directive “2003/30/EC of the European Parliament of the Council of 8 May 2003” established the addition of Biodiesel in diesel oil. In the United States, this percentage is of 20%, and, in Europe, it is compulsory the addition of 2%, in 2005, and will be of 5,75%, in 2010. From that prospective, the Biodiesel needs to be gradually implemented in Brazil. The brazilian Law 11097/05 will demand the addition of 2% (Biodiesel B2), in 2008 (or about 840 millions of Biodiesel liters, of the estimated amount of diesel oil demand, of 42 billions of liters, in 2008), and of 5% (Biodiesel B5), in 2013. The objective of this project is to identify some existing shortfalls, on an technical-economic assessment, in the Brazilian Biodiesel Program, and to establish a workplan in order to achieve the success of this program. In this workplan, possible scenarios are identified, with two different focus: maximum government net revenue, on a partial cost prospective (via the scenarios of diesel oil importation replacement by Biodiesel and of diesel oil / Biodiesel intruction into light vehicles) and maximum jobs generation, in 2008 and in 2013. The research methodology is based on bibliographic survey and on data analysis, which shows the urgent need to viabilize castor and soybean oilseeds on competitive prices compared to that of diesel oil. From that prospective, castor is only viable on a social and technical-social aspect, of maximum employment generation, whereas the remaining oilseeds can be inserted into the economic and technical-economic context, of maximum governmental net income.

Diversos equipamentos industriais utilizam processos de combustão com sprays. As principais vantagens deste processo estão relacionadas ao aumento do controle da chama e à maior segurança na logística do combustível líquido. Atualmente, o interesse na utilização de bio-combustíveis como alternativa para a redução na emissão de dióxido de carbono é crescente. Entre os tipos de bio-combustíveis o etanol se destaca por ser utilizado em vários países misturado à gasolina no setor de transportes. Partindo deste panorama, o presente trabalho apresenta a modelagem e simulação de uma chama turbulenta de spray de etanol. Os resultados das simulações realizadas são comparados com dados experimentais da literatura. O modelo resultante baseia-se no método dos volumes finitos para escoamentos com baixo número de Mach e em regime permanente. O spray foi calculado com a aproximação de escoamentos separados com uma formulação Euler-Lagrange, em que a fase dispersante é modelada com a abordagem Euleriana, enquanto que a fase dispersa é modelada com a abordagem Lagrangeana. As duas fases foram completamente acopladas nos dois sentidos. O modelo de turbulência k- Padrão foi utilizado na fase dispersante. A evaporação de gotículas foi considerada, em que o modelo de condutividade infinita foi utilizado para a fase líquida. Dessa forma, a distribuição de temperaturas no interior da gotícula é uniforme, porém varia conforme ela se move no spray. Para reproduzir os efeitos do resfriamento evaporativo, a combustão foi modelada com um modelo de folha de chama modificado que considerou uma função joint -PDF de fração de mistura e entalpia. Transferências de calor por radiação foram negligenciadas neste trabalho. Aproximações razoáveis foram obtidas entre os perfis medidos e calculados de temperatura média da fase gasosa e de distribuições de tamanhos de gotículas. Algumas discrepâncias foram observadas nas comparações entre os perfis do componente axial de velocidade média da fase gasosa, que foram atribuídas à difusão superestimada das quantidades médias transportadas pela fase gasosa nas simulações. / Several industrial equipments use combustion processes with sprays. The main advantages of this process are related to the increase in the flame control and in the safety of liquid fuel logistics. Currently, the interest on the utilization of biofuels as an alternative to the reduction of carbon dioxide emissions is increasing. Among the types of biofuels the ethanol stands out by being used blended with gasoline in the transport sector of several countries. From this overview, this work presents the modeling and simulation of an ethanol turbulent spray flame. The results of the simulations were compared with experimental data from the literature. The resulting model was based on the finite volume method for low Mach number and steady state flows. The spray was calculated using the Separated Flow method (SF) with an Euler-Lagrange model, where the gaseous phase was described by an Eulerian model and the liquid phase by a Lagrangian particle method. Both phases were fully coupled in order to account for shared effects. The turbulence model k- Standard was used to determine the dispersant phase. Evaporation of droplets was calculated with the assumption of the infinite-liquid-conductivity model, where the droplet inner temperature is uniform, but varies with the mass and heat transfer within the dispersant phase. To reproduce the effects of the evaporative cooling the combustion was modeled with a modified flamesheet model which regarded a jointed mixture fraction-enthalpy -PDF. Radiactive heat transfer was not accounted for in this work. Reasonable agreement between measured and computed mean profiles of temperature of the gas phase and droplet size distributions was achieved. Some deviations were observed in the mean velocity profiles comparisons between experimental data and simulations, which were assigned to the over predicted diffusion of the mean quantities transported by the gas phase.

Existem diversos polímeros que apresentam bom desempenho em aplicações em ambientes agressivos, em particular ambientes corrosivos, mesmo em contato com agentes químicos considerados extremamente fortes, como ácido sulfúrico concentrado, ácido nítrico, hidróxido de sódio concentrado, solventes como o clorofórmio, benzeno e etanol. Neste trabalho foi estudado o comportamento de materiais poliméricos após envelhecimento causado por imersão em etanol. A proposta do trabalho busca analisar o comportamento das propriedades dos polímeros selecionados quando colocados em contato com etanol através do estudo da variação das propriedades físicas e químicas dos materiais. Foram analisados 6 diferentes tipos de materiais: PU Poliéster, PU Poliéter, UHMW PE, PA 6.6 Heramid, PA 6.6 Radilon RV 300, PA 6.6 Radilon HSLW. Os materiais ficaram imersos em etanol durante um período de 30 dias. Inicialmente foram gerados dois diferentes ensaios utilizando álcool etílico absoluto PA 99 INPM como agente de degradação, um ensaio a 60°C e um a temperatura ambiente. A metodologia utilizada para acompanhar e avaliar as mudanças físicas e químicas dos materiais após imersão em etanol foi: observação do aspecto visual, microscopia ótica, inchamento, espectro de infravermelho e propriedades mecânicas como carga de ruptura, deformação na ruptura e tensão de ruptura, antes e depois do envelhecimento. Posteriormente, os ensaios e a metodologia de análise foram repetidos fazendo-se a troca do álcool etílico pelo álcool combustível nas mesmas temperaturas de trabalho, gerando portanto mais dois ensaios diferentes, totalizando 4 diferentes ensaios. Os resultados obtidos mostram que o polímero UHMWPE apresentou menor variação de suas propriedades sobretudo no envelhecimento à temperatura ambiente. / There are many different polymers that perform well in applications in harsh environments, particularly corrosive environments even in contact with chemical agents considered extremely strong as sulfuric acid, nitric acid, concentrated sodium hydroxide, solvents such as chloroform, benzene and ethanol. In the present work, perform based on the study of behaviour of the polymeric materials after aging aggravated by immersion in ethanol. The purpose of this study is to analyze the behavior of the properties of polymers selected when placed in contact with ethanol through the study of the variation of physical and chemical properties of materials. Six different materials were analyzed: PU Polyester, PU polyether, UHMWPE, PA 6.6 Heramid, PA 6.6 RV Radilon 300, PA 6.6 Radilon HSLW. The materials were immersed in ethanol for a period of 30 days. Initially, two different assays were generated using absolute ethyl alcohol INPM 99 PA as an agent for degradation testing at 60°C and room temperature. The methodology used to monitor and evaluate the physical and chemical changes of materials after immersion in ethanol was, watching the visuals, optical microscopy, swelling, infrared spectrum and mechanical properties such as tensile strength, elongation at break and tensile strength before and after aging. Subsequently, testing and analysis methodology were repeated by making the exchange of ethanol to ethanol fuel in the same working temperature, thus generating two different trials, totaling 4 different tests. The results show that the UHMWPE polymer had low variation in their properties particularly in aging at room temperature.

Orientador: Sônia Regina da Cal Seixas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T23:26:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesus_CeriseRochade_M.pdf: 2644103 bytes, checksum: 05f4712a8d58083a2d560698a273106d (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A matriz energética mundial é composta, principalmente, pelos combustíveis fósseis que, quando queimados, liberam poluentes atmosféricos afetando o meio ambiente e a saúde humana. Nesse sentido, o monitoramento de morbidades relacionadas à poluição do ar torna-se importante, porque reforça a necessidade de mudança na matriz energética nacional e internacional. Essa dissertação traz uma discussão sobre a poluição do ar decorrente dos transportes e sua influência na saúde humana, tendo como área de estudo das Rodovias Dom Pedro I (SP-065), construída no final da década de 60, e Fernão Dias (BR-381), duplicada a partir da década de 90. Sendo assim, o objetivo geral desse trabalho foi realizar estimativas de emissões de poluentes, gerados pelo setor de transporte nessas Rodovias, e verificar possíveis impactos dessas emissões na saúde da população residente na APA do Sistema Cantareira, no período de 1998 a 2007. Para realização desse estudo, utilizou-se o método Bottom-up que permite a identificação e quantificação das emissões dos poluentes separadamente, facilitando o estudo de políticas e projetos para a redução dessas emissões. Foi realizada, também, a observação e análise dos dados de internação por doenças do aparelho respiratório dos sete municípios da APA Cantareira, coletados no Banco de Dados do Sistema Único de Saúde- DATASUS. Buscou-se desenvolver este tipo de estudo devido ao fluxo intenso de carros e caminhões nas rodovias e também porque a maior parte das internações nos municípios da APA está acima da média do Estado de São Paulo. Essa dissertação de Mestrado em Planejamento de Sistemas Energéticos (PSE-FEM), Universidade Estadual de Campinas, contou com apoio financeiro da Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP, através de bolsa de estudo (processo n.2009/04871-0) / Abstract: The global energy matrix is mainly composed by fossil fuels which when burned release air pollutants that affect the environment and human health. In this sense, monitoring health problems related to air pollution is important because it reinforces the need for change in national and international energy policies. This thesis presents a discussion on air pollution caused by transport and its influence on human health, with the study area of the Highways Dom Pedro I (SP-065) built in the late 60th and the duplication of the Highway Fernão Dias (BR -381) from the 90's. Thus, the general objective of this study was to estimate emissions of pollutants generated by the transportation sector on those Highways and verify the possible impacts of these emissions on the health of people living in APA Cantareira from 1998 to 2007. To conduct this study, we used the method Bottom-up that allows the identification and quantification of greenhouse gas emissions separately, facilitating the study of policies and projects designed to reduce those emissions. Was also carried out the observation and data analysis of hospital admission for respiratory diseases of the seven counties of the APA Cantareira collected in DATASUS. This study has been developed due to the heavy flow of cars and trucks on the highways and also because the majority of hospitalizations in the municipalities of the APA is above the average state of Sao Paulo. This Master's thesis in Energy Systems Planning (PSEFEM), University of Campinas had the financial support from the FAPESP, through a scholarship (process n.2009/04871- 0) / Mestrado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

The fission product releases from spherical fuel elements used in modern high temperature gas cooled reactors are one of the first source terms used in describing the safety of planned nuclear plants during normal and accident conditions. The verification and validation of the model and code used to predict the gaseous fission product behaviour and release from spherical fuel elements for the PBMR were documented in this dissertation. The PBMR is the latest design in high temperature gas cooled reactor technology utilizing spherical fuel elements based on the LEU TRISO-coated particle design. Fission products can be divided into relatively short-lived noble gas and halogens, and relatively long-lived metallic fission and activation products. Each group is described by its own models and sets of transport parameters. The noble gases and halogen fission product releases from the fuel elements are direct indications of fuel performance and are modelled by the Booth equation. The fission product release legacy code NOBLEG for noble gases and halogens was developed previously to calculate this diffusion model for high temperature reactors. The model and code are verified and validated for use in PBMR design and analyses under normal operating conditions. The history of irradiation experiments conducted on coated fuel particles and spherical fuel elements was investigated, and the most suitable irradiation tests with their post irradiation investigations were identified for the purpose of validation of the model and code. The model used to determine gaseous fission product behaviour and release from spherical fuel elements is described in detail. The application of this model in the code is verified mathematically with the Booth model, and by inspection of the source code. The thermohydraulic model used by NOBLEG to calculate fuel temperatures is verified with code to code comparisons with the core neutronics code VSOP. The irradiation tests HFR-K5 and -K6 were selected to validate the gaseous fission product code NOBLEG. An investigation was done into the development of NOBLEG to calculate gaseous fission product release under oxidizing conditions caused by water ingress events. New relationships were derived from water vapour injection tests done during the irradiation experiment HFR-K6, that allows NOBLEG to estimate the increase in gaseous fission product release under oxidizing conditions. A new model was proposed to explain peculiarities observed during the water injection tests. / Prof. P.P. Coetzee