Este trabalho teve por objetivo apresentar um estudo de comparativo entre dois tipos de contaminantes tipo poeiras denominado padrão (ISO Coarse e ISO Fine) e um tipo de poeira coletado de uma fazenda de cana-de-açúcar da região de Ribeirão Preto do estado de São Paulo. Os resultados da caracterização dos três tipos de poeira, ISO Coarse, ISO Fine e Ribeirão foram apresentados através dos ensaios: FT- IR, Raio-X, MEV/EDS, Filtração e posterior análise da porosidade, através dos métodos indiretos e diretos. Um filtro do ar tipo plano, de papel celulose, para aplicação em motores de combustão interna da linha automotiva leve foi utilizado para os ensaios. Nos ensaios de filtração foram determinados os parâmetros de restrição, eficiência e a capacidade de retenção de poeira. Pelo resultado apresentado no ensaio de capacidade de retenção das amostras de poeira ISO Fine e Ribeirão, conduziu para que o estudo da porosidade fosse realizado somente para esses dois tipos de poeira. A porosidade foi analisada pelo método direto e indireto. O método direto consistiu na análise de imagens obtida por microscópio eletrônico de varredura (MEV), da seção transversal da torta de filtração, através de um programa de imagem. A porosidade pelo método indireto foi resultante da aplicação de equações empíricas da literatura adaptadas para tortas de filtração. Os resultados experimentais apresentaram que a poeira de Ribeirão é mais próxima das características da poeira ISO Fine do que a da ISO Coarse.

In this current work it is presented the two-dimensional axisymmetrical air flow simulations under laminar regime in a conical diffuser using Computer Fluid Dynamics (CFD). The use of diffusers in laminar flow can be seen in micro-pumps applications, especially for micro-electronics cooling. The objective is to analyze the static pressure recovery coefficient (Cp) for Reynolds 64, varying the diffuser expansion angle and the diffuser exit/entrance area ratio (A2/A1 = 1.5 and 2.0) for the cases with and without tail pipe. The diffuser geometric configurations and the Cp formulation are based in the current ESDU 73024 (Engineering Sciences Data Unit) publication. The partial differential equations system (Continuity and Navier-Stoke) was solved using a computer program based in the numerical Finite Element method. For diffusers without tail pipe (A2/A1 = 1.5 and 2.0), the Cp values under turbulent flow are higher than Cp values under laminar flow for the same expansion angles. For diffuser with tail pipe (A2/A1 = 1.5 and 2.0), the Cp values under turbulent flow are higher than Cp values under laminar flow up to 18 diffuser expansion angle. Above 18, the Cp for turbulent and laminar flow follow a similar trend. For diffuser (A2/A1 = 1.5 and 2.0) under turbulent flow with and without tail pipe, the Cp results were similar up to 10 diffuser expansion angle. Above 10, the diffusers with tail pipe presented Cp results higher than diffusers without tail pipe. The same occurs for diffuser (A2/A1 = 1.5 and 2.0) under laminar flow with and without tail pipe. Therefore, the finite element method showed a good agreement to solve this kind of problem and the results are important once static pressure recovery coefficient data for laminar flow is scarce in the literature.

Com a crescente competitividade no setor aeronáutico, todo ganho, por menor que seja, em desempenho de aeronave é extremamente importante para seu sucesso comercial. O correto dimensionamento de entradas e saídas de ar leva a um ganho competitivo de uma aeronave em relação à outra. Isto se deve a grande presença de entradas e saídas de ar, como grelhas, scoops e as desenvolvidas pela NACA (National Advisory Committee for Aeronautics posteriormente todos os recursos foram transferidos para National Aeronautics and Space Administration - NASA) presentes em cada aeronave. Buscando obter o dimensionamento otimizado de grelhas utilizadas em sistemas aeronáuticos, alguns parâmetros de dimensionamento para grelhas de exaustão de ar foram obtidos via CFD (sigla do inglês para Computational Fluid Dynamics) para três tipos de grelhas: flush (altura da grelha nivelada com seu plano de instalação) com defletor reto, flush com defletor curvo e não flush com defletor curvo. Os parâmetros de dimensionamento das três grelhas analisadas no presente trabalho foram: coeficiente de descarga, razão de vazão mássica e coeficiente de pressão. Os resultados são apresentados para cada grelha analisada em função do número de Mach, altitude e vazão mássica. Um estudo de comparação com resultados experimentais, disponíveis na literatura, é também apresentado no presente trabalho. Os resultados apresentados nesta dissertação têm potencial para serem utilizados em um melhor dimensionamento de grelhas aeronáuticas em geral. Deve-se ressaltar que o presente trabalho não define o melhor tipo de grelha que deve ser utilizado para todas as funções, e sim apresenta alguns parâmetros que devem ser utilizados para o dimensionamento otimizado de uma grelha de exaustão de ar para o cumprimento de sua função.