Diss. (sammanfattning) Alnarp : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 4 uppsatser.

Thesis (M.S.)--Mississippi State University. David C. Swalm School of Chemical Engineering. / Title from title screen. Includes bibliographical references.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The growing demand of energy in the world, the decrease of petroleum reserves and the current problems of environmental contamination, increase the interest in renewable energy study for internal combustion engines, to replace partially or completely to petroleum based fuels. In Brazil, among the alternatives fuels, stands out the use of sugarcane ethanol, seen that it is from renewable sources and has high oxygen content, which is favorable to reduce pollutant gases emissions of engine. The blend of ethanol and diesel (ED) has received in recent years and in different countries, more attention for use in diesel engines. However, there are difficulties to partially replace diesel use. The main disadvantages are the differences in their physical-chemical properties. A percentage up to 15% of ethanol is used in diesel engines without making mechanical changes. In this way, the objective of this study was to evaluate the performance and emissions of a diesel engine in an agricultural tractor, using blends of diesel and hydrated ethanol. Were used as fuel, Diesel (B5) and mixture with 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) and 15% (ED15) of hydrous ethanol. Performance parameters evaluated were the power, torque and specific fuel consumption. Were also evaluated emissions of CO2, NOx e O2, and the opacity of the gases through the k value. Both, engine performance and emissions experiment were analyzed in a completely randomized with bifactorial design. The results indicate that as the percentage of ethanol increased, the average values of torque and engine power decreased. Using the B5 and the ED3, these variables did not differ statistically, in addition, with the ED3 was obtained the lower specific fuel consumption. Using ED12, the engine performance has reduced power and torque in 2.97% e 2.95%, respectively, compared with B5, while their fuel consumption had no statistical difference. The greater opacity and gas emissions were archive with ED3, while the lower emission occurred when the engine operated with ED12 and ED15. With these fuels, the reduction of opacity, CO2 and NOX, in relation to B5, was 22.22 24.44%, 5.20 5.60% e 6.65 - 10.48%, respectively. It can be considerate that operating with ED12, pollutant emissions are reduced significantly without a significant loss in engine performance. / A crescente demanda mundial de energia, a diminuição das reservas do petróleo e os atuais problemas de poluição ambiental, incrementam o interesse no estudo de fontes renováveis de energia para os motores de combustão interna, visando substituir, de forma parcial ou total, os combustíveis derivados do petróleo. No Brasil, entre os combustíveis alternativos, se destaca o uso do etanol de cana-de-açúcar, visto que é de origem renovável e possui um alto conteúdo de oxigênio, o qual pode favorecer a redução das emissões de gases poluentes do motor. A mistura etanol- Diesel (ED) vem recebendo, nos últimos anos, e em diferentes países, maior atenção para ser utilizado em motores ciclo Diesel. No entanto, existem dificuldades para sua utilização visando substituir parcialmente o óleo Diesel. Os principais inconvenientes são as diferenças nas suas propriedades físico-químicas. Em porcentagens de até 15%, o etanol pode ser utilizado em motores ciclo Diesel, sem realizar modificações mecânicas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho e as emissões de um motor ciclo Diesel de um trator agrícola, utilizando misturas de óleo Diesel e etanol hidratado. Foram utilizados como combustíveis o óleo Diesel (B5) e sua mistura com 3% (ED3), 6% (ED6), 9% (ED9), 12% (ED12) e 15% (ED15) de etanol. Os parâmetros avaliados de desempenho foram: a potência, o torque e consumo específico de combustível. Foram também avaliadas as emissões de CO2, NOx, O2 e a opacidade dos gases, por meio do valor k. Ambos os experimentos de desempenho e emissões do motor foram analisados em um delineamento experimental inteiramente casualizado, em um esquema bi fatorial. Os resultados indicam que conforme aumentou a porcentagem de etanol, os valores médios de torque e potência do motor diminuíram. Utilizando o B5 e o ED3, estas variáveis não diferiram estatisticamente, além disso, com o ED3 foi obtido o menor consumo de combustível. Utilizando o ED12 o desempenho do motor teve reduções de potência e torque de 2,97% e 2,95%, respectivamente, em relação ao B5, enquanto que os consumos de combustível não tiveram diferença estatística. A maior opacidade e emissões de gases foram alcançadas com ED3, enquanto que as menores emissões ocorreram quando o motor operou com o ED12 e ED15. Com estes combustíveis, a redução da opacidade, CO2 e NOx, em relação ao B5 foi de 22,22 - 24,44%, 5,20 - 5,60% e 6,65 - 10,48%, respectivamente. Pode-se considerar que operando com o ED12, as emissões de poluentes são reduzidas significativamente sem uma perda considerável no desempenho do motor.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WalquiriaJS_DISSERT_PACIAL.pdf: 740304 bytes, checksum: 3d1d601a3873230ed2af2ce67496fdf5 (MD5) Previous issue date: 2011-07-21 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The development and study of detectors sensitive to flammable combustible and toxic gases at low cost is a crucial technology challenge to enable marketable versions to the market in general. Solid state sensors are attractive for commercial purposes by the strength and lifetime, because it isn t consumed in the reaction with the gas. In parallel, the use of synthesis techniques more viable for the applicability on an industrial scale are more attractive to produce commercial products. In this context ceramics with spinel structure were obtained by microwave-assisted combustion for application to flammable fuel gas detectors. Additionally, alternatives organic-reducers were employed to study the influence of those in the synthesis process and the differences in performance and properties of the powders obtained. The organic- reducers were characterized by Thermogravimetry (TG) and Derivative Thermogravimetry (DTG). After synthesis, the samples were heat treated and characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), analysis by specific area by BET Method and Scanning Electron Microscopy (SEM). Quantification of phases and structural parameters were carried through Rietveld method. The methodology was effective to obtain Ni-Mn mixed oxides. The fuels influenced in obtaining spinel phase and morphology of the samples, however samples calcined at 950 ?C there is just the spinel phase in the material regardless of the organic-reducer. Therefore, differences in performance are expected in technological applications when sample equal in phase but with different morphologies are tested / O desenvolvimento e estudo de detectores sens?veis a gases combust?veis inflam?veis e t?xicos de baixo custo ? um desafio tecnol?gico determinante para possibilitar vers?es comercializ?veis ao mercado em geral. Sensores no estado s?lido s?o atrativos para fins comerciais pela robustez e tempo de vida, uma vez que n?o s?o consumidos durante o processo de rea??o com o g?s. Paralelamente, o uso de t?cnicas de s?ntese mais vi?veis pela aplicabilidade em escala industrial s?o mais atrativas para obten??o de produtos comerciais. Dentro desse contexto foram obtidos materiais cer?micos com estrutura espin?lio via combust?o assistida por microondas, visando aplica??o em detectores de gases combust?veis inflam?veis. Adicionalmente foram empregados direcionadores-org?nicos alternativos para estudo da influ?ncia dos mesmos no processo de s?ntese e nas diferen?as nas propriedades e desempenho dos p?s obtidos. Os direcionadores-org?nicos foram caracterizados por Termogravimetria (TG). Ap?s a s?ntese, as amostras foram tratadas termicamente e caracterizadas por Espectroscopia de absor??o na regi?o do infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Difra??o de Raios X (DRX), Medidas de ?rea espec?fica por BET e Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV). A quantifica??o de fases e a determina??o de par?metros estruturais foram determinados por refinamento atrav?s do M?todo Rietveld. A metodologia empregada foi eficaz para obten??o de ?xidos mistos Ni-Mn. Os combust?veis utilizados influenciaram na obten??o da fase espin?lio e na morfologia das amostras, sendo que as amostras calcinadas a 950?C s?o monof?sicas independentemente do direcionador. Logo, diferen?as de desempenho s?o esperadas em aplica??es tecnol?gicas quando amostras iguais em fase mas com diferentes morfologias s?o testadas

Submitted by Mauricio José de Oliveira Junior (mauriciooj@gmail.com) on 2011-12-12T19:55:27Z No. of bitstreams: 1 Oliveira Junior, Mauricio José de. Dissertação (MPAgro).pdf: 1664245 bytes, checksum: 7aa3a3c6e3d394c55abfc105128e5550 (MD5) / Approved for entry into archive by Gisele Isaura Hannickel (gisele.hannickel@fgv.br) on 2011-12-13T14:31:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Oliveira Junior, Mauricio José de. Dissertação (MPAgro).pdf: 1664245 bytes, checksum: 7aa3a3c6e3d394c55abfc105128e5550 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-13T16:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira Junior, Mauricio José de. Dissertação (MPAgro).pdf: 1664245 bytes, checksum: 7aa3a3c6e3d394c55abfc105128e5550 (MD5) Previous issue date: 2011-11-21 / This work aims to study and present the analysis of technical and economic feasibility of use of the biomass of Pistia stratiotes (water lettuce) as a solid fuel in the furnace industry. For this we present the case study in a unit of Valley Fertilizer in the city of Cajati in the state of Sao Paulo. The technical feasibility analysis builds on the results of the analysis performed on the biomass composition, in search of the collection system and preparation, the calculations made to find productivity, such as biomass can be consumed and the study of the efficiency of industrial furnace the case. To demonstrate the economic feasibility, this study uses the classical model of economic engineering with the observation of rates and charges such as: Minimum Rate of Appeal (EBA), Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Recovery Period Capital Investment (Payback) and Sensitivity Analysis. It was observed on the technical results that the characteristics of the biomass of water lettuce help in the steps of ignition and combustion of fuel, however this biomass has a low net calorific value for use without mixing fuel in industrial furnaces. The economic results were positive in the biomass, and the project was consistent and rapid recovery of invested capital. This case study demonstrates that the study of the use of water lettuce biomass as fuel solid to industrial furnace is technically and economically feasible. And beyond this, shows that such studies should be developed in the quest to diversify sources of energy through renewable energy. / Este trabalho tem como objetivo estudar e apresentar a análise de viabilidade técnica e econômica no projeto de utilização da biomassa de Pistia Stratiotes (Alface d’água) como combustível sólido em fornalha industrial. Para isto apresenta-se o estudo de caso em uma unidade da Vale Fertilizantes, no município de Cajati, no estado de São Paulo. A análise de viabilidade técnica baseia-se nos resultados encontrados pelas análises de composição realizadas na biomassa, na pesquisa do sistema de coleta e preparação, nos cálculos desenvolvidos para encontrar a produtividade, como a biomassa poderia ser consumida e no estudo da eficiência da fornalha industrial do caso. Para demonstrar a viabilidade econômica, este estudo recorre ao modelo clássico de Engenharia Econômica com a observação dos índices e taxas como: Taxa Mínima de Atratividade (TMA), Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Período de Recuperação do Capital Investido (Payback) e na Análise de Sensibilidade. Observou-se nos resultados técnicos que as características da biomassa de alface d’água ajudam nas etapas de ignição e combustão do combustível, no entanto esta biomassa apresenta baixo poder calorífico inferior para sua utilização sem mistura combustível em fornalhas industriais. Os resultados econômicos apresentaram-se positivos à utilização da biomassa, e o projeto mostrou-se consistente e de rápida recuperação do capital investido. Este estudo de caso demonstra que o estudo da utilização da biomassa de alface d’água como combustível sólido em fornalha industrial é viável tecnicamente e economicamente. E muito além disto, mostra que estudos deste tipo devem ser desenvolvidos na busca pela diversificação da matriz energética através de energia renovável.

A purificação do biodiesel originado do processo de produção por transesterificação de óleos e gorduras requer a remoção de resíduos de glicerina. Como metodologia de cálculos correlações que dão origem a diagramas de dimensionamento foram transformados em modelos matemáticos envolvendo importantes números adimensionais. Apresenta-se uma estratégia de separação da glicerina dispersa no biodiesel utilizando um hidrociclone otimizado da família Rietema. Foram simuladas e analisadas as condições de separação da mistura biodiesel-glicerina, etapa integrante do processo de produção desse biocombustível por transesterificação de óleos e gorduras, em condições operacionais otimizadas e não otimizadas. A estratégia de otimização foi o uso de correlações econômicas e geométricas, as quais levaram à obtenção de um custo mínimo. Uma das etapas mais importante do processo de produção de biodiesel é a de sua purificação. Um hidrociclone do tipo convencional foi proposto para a referida etapa. A estratégia usada para elaboração da função objetivo foi composta de três termos: custo de aquisição, custo de operação e o custo associado a não coleta do biodiesel, todas como função do diâmetro do equipamento. Como programas de cálculos para dimensionamento e otimização foram utilizadas a planilha eletrônica Excel e sua ferramenta solver. Os resultados mostraram que a estratégia e otimização forneceram valores de dimensionamento muito próximos dos de condição não otimizadas, demonstrando que a mesma pode ser utilizada como reforço, numa época em que os critérios econômicos são importantes justificativas de investimentos nas melhorias dos processos produtivos / The purification of biodiesel of the production process by transesterification of oils and fats require the removal of glycerin waste. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. As calculation methodology correlations that lead to the sizing diagrams were converted into mathematical models involving significant dimensionless numbers. It presents a strategy for separation of glycerin dispersed in biodiesel using an optimized hydrocyclone of the Rietema family. They had been simulated and analyzed the conditions of separation of the mixture biodiesel-glycerin, integrant stage of the process of production of this biofuel of separation of oils and fats, in optimized and not optimized operational conditions. The optimization strategy was the use of economic and geometric correlations, which had led to the attainment of a minimum cost. One of the stages most important of the process of production of biodiesel is of its purification. One hidrociclone of the conventional type was considered for the related stage. The used strategy for elaboration of the objective function was composed of three terms: cost of acquisition, cost of operation and the associated cost does not collect of biodiesel, all as function of the diameter of the equipment. As programs of calculations for sizing and optimization the electronic spread sheet Excel and its tool had been used to solve. The results had shown that the strategy and optimization had supplied values of not optimized sizing very next to the ones of condition, demonstrating that the same one can be used as reinforcement, at a time where the economic criteria are important justifications of investments in the improvements of the productive processes

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T11:30:02Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T11:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-03-03T14:44:05Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-03-03T14:44:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, São Paulo