Orientador: Saul Gonçalves d'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_RitaMariadeBrito_M.pdf: 4832036 bytes, checksum: 16e349fd71d878e99caa59246a636b27 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta a avaliação de duas equações de estado não cúbicas, as equações PHCT e SUZUKI, em relação aos seus desempenhos em cálculos de equili'brio líquido-vapor (EL V) para projeto e simulação de processo. A complexa equação PHCT original é adequada para representar EL V de misturas binárias e multicomponentes de hidrocarbonetos leves e pesados na faixa de temperatura e pressão normalmente encontrada em processos petroquímicos. Entretanto, a escassez de extensas tabelas de parâmetros de componentes puros e de interação binária apropriadas impede a aplicação generalizada desta equação em cálculos de processos. Um exemplo deste fato é dado em relação a simulação de uma coluna de destilação industrial envolvendo a separação de 17 hidrocarbonetos de diferentes tamanhos. Apesar de demandar mais tempo de computação, os resultados são equivalentes àqueles obtidos com a equação de estado cúbica de Soave-Redlich-Kwong, mais simples estruturalmente. A equação de SUZUKI é urna expressão não cúbica que fornece boa representação de isotermas de dados PVT na região crítica, indicando, desta forma, um potencial para aplicação em projeto e simulação de processos supercríticos. A avaliação é restrita ao EL V de sistemas contendo CO2 na faixa de alta pressão. A equação mostrou-se apropriada para correlacionar e predizer dados de equilíbrio de fases de misturas envolvendo compostos normalmente encontrados em produtos naturais. Entretanto, quando se usa a equação cúbica de Peng-Robinson, para os mesmos sistemas, são obtidos resultados equivalentes / Abstract: This work presents the evaluation of two non cubic equations of state, namely PHCT and SUZUKI equations, concerning their performance in VLE calculations for process design.The original, complex PHCT equation is adequate to represent VLE of binary and multicomponent mixtures of low and high molecular weight hydrocarbons in the range of temperature and pressure normally found in petrochemical processes. However, the lack of suitable and extensive tables for pure components and binary interaction parameters hinders the generalized application of this equation in process designo An example is given concerning the simulation of a distillation column involving the separation of 17 hydrocarbon components. Although demanding more computer time, the results are equivalent to those obtained with the more simple, cubic Soave-Redlich-Kwong equation. SUZUKI equation is a non cubic expression tOOt gives a good representation of isothenns of PVT data in the critical region, thus indicating a potential for application to design of supercritical processes. The evaluation is restricted to EL V of CO2 containing systems in the high pressure range. The equation showed to be appropriate to correlate and predict phase equilibrium data of mixtures involving compounds normally found in natural products. However, when using the cubic Peng-Robinson equation, for the same systems, equivalent results are obtained. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Liliane Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T09:29:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_YuriGuerrieri_M.pdf: 1827964 bytes, checksum: 8c6635139bee2d39bd01aba8b6a2c335 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Os sistemas poliméricos, sejam eles reacionais ou não-reacionais, são em geral bastante complexos, devido à própria estrutura das cadeias das suas moléculas e pela existência de diversas interações entre elas. No que se refere à termodinâmica de sistemas poliméricos, este é um aspecto fundamental em muitos processos de polimerização, uma vez que têm impacto direto nas características dos materiais formados. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo investigar o comportamento de sistemas poliméricos em duas plantas industriais de produção de polietileno, denominadas aqui como Planta PEBD, onde é produzido polietileno de baixa densidade (PEBD), e Planta PEL, onde são produzidos polietileno linear de baixa densidade (PELBD) e polietileno alta densidade (PEAD). Na Planta PEBD foi estudado o equilíbrio líquido-líquido a alta pressão, presente no reator, e o equilíbrio líquido-vapor presente no separador de baixa pressão (flash). Para este estudo foram utilizadas 8 resinas produzidas comercialmente. Na Planta PEL foi estudado o equilíbrio líquido-vapor presente no separador de pressão intermediaria (flash). Para este estudo foram utilizadas 25 resinas produzidas comercialmente. De um modo geral foram feitas as modelagens de sistemas binários e multicomponentes constituídos por: etileno, etano, propeno, propano, 1-buteno, cicloexano, 1-octeno e polímero. Os dados experimentais utilizados foram gerados a partir de medições disponíveis e balanços de massa e energia em ambas as plantas industriais. Para a modelagem dos equilíbrios de fases investigados neste trabalho foi utilizada a equação de estado PC-SAFT (Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory, Teoria Estatística de Fluidos Associativos com Cadeia Perturbada), que tem apresentado desempenho superior ao das suas antecessoras. Após a implementação computacional, o modelo foi validado para ambas as plantas industriais. Os resultados mostram que, para alguns sistemas, os parâmetros binários encontrados na literatura são suficientes para uma boa modelagem; para outros, quando os parâmetros de interação binária são ajustados na equação, o modelo apresenta-se capaz de representar melhor os dados experimentais / Abstract: Polymeric systems, with or without chemical reactions, are in general much complex due to molecules structure and due to the existence of many interactions between them. Thermodynamics of polymeric systems, and more specifically phase equilibria, is a fundamental aspect in many polymerization processes, since they influence directly in the characteristics of the material produced. In this way, the objective of this work is to investigate the behavior of polymeric systems in two industrial plants of polyethylene production, called here as PEBD Plant, where low density polyethylene (LDPE) is produced, and PEL Plant, where linear low density polyethylene (LLDPE) and high density polyethylene (HDPE) are produced. In PEBD Plant liquid-liquid equilibria in the reactor unit and vapor-liquid equilibria in the low pressure separator (flash) were studied. For this study 8 resins produced commercially were used. In PEL Plant vapor-liquid equilibria present in the intermediate pressure separator (flash) was studied. For this study 25 resins produced commercially were used. In a general way binary and multicomponent systems were modeled, with the following components: ethylene, ethane, propylene, propane, 1butene, ciclohexane, 1-octene and polymer. The experimental data used has been generated through a few measurements at disposal and though mass and energy balance calculations in both industrial plants. In modeling phases equilibria investigated in this work, PC-SAFT (Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory) equation of state was used, since it has presented superior performance when compared with its predecessors. After the computational implementation, the model was validated for both industrial plants. The results show that, for some systems, the binary parameters found in literature had been good enough for modeling purposes. In others systems, when binary interaction parameters were adjusted in the equation, the model had presented a better capability in representing the experimental data / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Fernando Antonio Cabral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:03:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Perozin_Denise_M.pdf: 4208838 bytes, checksum: 377d3d931173564bc306e6c756a7f8bb (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A modelagem termodinâmica que usa a EOS de Peng-Robinson foi empregada no equilíbrio de fases de sistemas aquosos de açúcares em condições atmosféricas de pressão (onde existem dados experimentais de equilíbrio), para posteriormente ser aplicada em condições de equikíbrio à altas pressões. Dados experimentais de atividade de água dos sistemas binários água-açúcares foram coletados da literatura e os parâmetros de interação binária água-açúcar foram obtidos pelo ajuste ao modelo. Foi avaliada a capacidade do modelo predizer o equilíbrio multicomponente (comparando com valores experimentais disponíveis na literatura), utilizando-se dos parâmetros de interação binária açúcar-água ajustados e adotando como nulos os parâmetros de interação binária açúcar-açúcar. Teve também como objetivo, avaliar as características do equilíbrio quando se aplica pressão elevada. Os parâmetros de interação binária foram obtidos pelo ajuste do modelo termodinâmico a dados experimentais do equilíbrio líquido-vapor (dados de atividade de água em sistemas binários). As fugacidades, ou pressão de sublimação, dos açúcares no estado sólido foram obtidas a partir de dados de solubilidade, calculando a fugacidade do açúcar na solução aquosa saturada. Os resultados obtidos indicam que a modelagem termodinâmica à pressão atmosférica correlaciona bem os dados experimentais dos sistemas binários, apresentando um desvio médio de 5% na fração mássica do açúcar ou o equivalente a O) 7% de desvio médio em atividade de água. Um desvio um pouco maior, de 7% em média, foi observado para o equilíbrio líquido-vapor multicomponente. Valores de fugacidade do açúcar no estado sólido foram estimados e quando comparados a valores de pressão de sublimação, extrapolando os dados experimentais, para glicose e para a xilose, mostraram que os valores são coerentes em ordem de grandeza com os experimentais, principalmente para a xilose, no entanto a modelagem não reproduziu bem os dados experimentais do equilíbrio sólido-líquido. A pressões elevadas, os cálculos usando a modelagem termodinâmica com parâmetros obtidos a baixa pressão indicam que a solubilidade da sacarose decresce com o aumento de pressão e a solubilidade da glicose tem um leve acréscimo com o aumento da pressão, sugerindo com isto que o uso de pressões elevadas pode vir a ser uma técnica para processos de separações / Abstract: The thermodynamic model that use the Equation of State of Peng-Robinson was used in the phase equilibrium of sugars aqueous at atmospheric pressure (where there are experimental data of equilibrium), for to afterwards to employ it at high pressures systems. Water activity experimental data of the binary systems water-sugars were collected of the literature and the binary interaction parameters of water-sugar were obtained fitting the model to these experimental binary equilibrium data. It was evaluated the capacity of the model to predict the equilibrium of the multicomponent system (comparing with available experimental values in the literature), using the binary interaction parameters fittings to the sugar-water system and considering null the binary interaction parameters of the sugarsugar system. It were evaluated also the characteristics of equilibrium of these binary systems at high pressure when it applies elevated pressure. The binary interaction parameters were obtained by the fitting of the thermodynamic model to the experimental data of the vapour - liquid equilibrium (data of water activity in binary systems). The fugacity, or sublimation pressure, of the sugars in the solid state were obtained by the solubility data, calculating the fugacity of the sugar in the saturated aqueous solution. The results indicate that the thermodynamic modeling, shawed a good correlation to the experimental data of the binary systems (at atmospheric pressure), showing an average deviation of 5% in the sugar mass fraction, equivalent to 0,17% of average deviation in water activity. For the multicomponent vapour-liquid equilibrium was observed a deviation of 7% on average. Values of sugar fugacity in the solid state were estimate and when compared to the sublimation pressure values, extrapolated from the experimental data, for glucose and xylose, showed that the values are coherent, and in the same order with the experimental data, most1y for xylose. However the modeling did not showed a good reproduction the solid-liquid equilibrium of the experimental data. The calculations using the thermodynamic modeling with at high pressure the parameters obtained at low pressure, indicate that the solubility of the saccharose decreases with the pressure and the solubility of the glucose increase with the pressure, showing that the use of the elevated pressures can become a technique for separations processes / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Silvio Antonio Sachetto Vitiello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:25:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UjevicTonino_Sebastian_D.pdf: 761811 bytes, checksum: 1d46d4e01ba5d44eec5100a03c3b1bd4 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Na primeira parte da tese, os efeitos das contribuições interatômicas de três corpos na equação de estado do 4 He são investigadas. Um potencial recente de dois corpos junto com o potencial de três corpos de Cohen e Murrell são utilizados para descrever o sistema de átomos de hélio. A dispersão de triplo dipolo e as energias de troca são estimadas sujeitas só a incertezas estatísticas. Uma extensão ao método de difusão com Monte Carlo é empregado para calcular diferenças de energias muito pequenas. Os resultados mostram como as contribuições de três corpos afetam a energia do estado fundamental, e as densidades de equilíbrio, solidificação e liquefação. Na investigação dos sistemas de hélio, diversos potenciais ab initio de dois corpos foram propostos na literatura. Nesta segunda parte da tese realizamos uma análise cuidadosa de como estes potenciais descrevem as propriedades do sistemas de 4 He usando a extensão proposta ao método de difusão com Monte Carlo. Esta extensão nos permitiu calcular com grande precisão pequenas diferenças de energia associadas a diferentes potenciais como função da densidade do sistema. Com estes resultados foi possível acompanhar cuidadosamente como a descrição das propriedades do sistema mudam com os potenciais de dois corpos considerados. Da nossa análise identificamos o potencial que em conjunto com interações de três corpos foi capaz de fornecer a melhor descrição dos sistemas de hélio / Abstract: In the first part of the thesis, the effect of three-body interatomic contributions in the equation of state of 4 He are investigated. A recent two-body potential together with the Cohen and Murrell three-body potential are applied to describe the sistem of helium atoms. The triple dipole dispersion and exchange energies are evaluated subjected only to statistical uncertainties. An extension of the diffusion Monte Carlo method is applied in order to compute very small energies differences. The results show how the three-body contributions affects the ground-state energy, the equilibrium, melting and freezing densities. In the investigation of the helium systems several ab initio two-body potentials have been propoused in the literature. In the second part of the thesis, we performed a carefull analysis of how these potentials describe the properties of the 4 He systems by using the proposed extension to the diffusion Monte Carlo Method. This extension have allowed the calculation of small energies differences, due to the different potentials, as a function of the system density with great accuracy. With our results it is possible to carefully follow how properties of the sistem change with the two-body potentials considered. From our analises we identify the potential that together with three-body interactions is able to give the best description of the helium systems / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:06:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CardozoFilho_Lucio_D.pdf: 4177832 bytes, checksum: 4a16cfc488bc865b116d630f75316ab3 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho apresenta metodologias complementares e auxiliares para modelagem na extração supercrítica de óleos essenciais. A primeira metodologia consiste em um procedimento matemático para a obtenção dos coeficientes de fugacidade, a partir de uma equação de estado, os quais são necessários na modelagem termodinâmica da extração supercrítica. Neste procedimento permite-se a utilização de qualquer tipo de regra de mistura para determinação dos parâmetros de interação da equação de estado. A segunda metodologia trata-se de um procedimento para o cálculo do equilíbrio líquido-vapor a altas pressões. O equilíbrio líquido-vapor é calculado a partir de um sistema de equações envolvendo equações de balanços de massa, critérios de equilíbrio termodinâmico e restrições estequiométricas. Este procedimento permite calcular os problemas básicos de equilíbrio líquido-vapor tais como: ponto de bolha, ponto de orvalho e flash. Utilizou-se este procedimento cálculo da solubilidade de um óleo para o essencial em dióxido de carbono. A terceira consiste estimação dos parâmetros de interação binária das equações na metodologia desenvolvida de estado a partir de dados experimentais de equilíbrio líquido-vapor da literatura. Foi empregado o método de máxima verossimilhança juntamente com a segunda metodologia proposta parâmetros de interação binária das equações de estado usadas no cálculo equilíbrio líquido-vapor a altas pressões. Finalmente, foi desenvolvido um procedimento de avaliação econômica rápida para plantas industriais de extração supercrítica para produtos naturais. Esta avaliação econômica está centrada principalmente no custo energético. A quarta metodologia permite o cálculo da cinética de extração supercrítica baseado no modelo de leito fixo com difusão em sólido homogêneo. o modelo proposto deve ser aplicado para as seguintes condições: sistemas isotérmicos, sistemas monocomponentes, escoamento unidimensional, sem dispersão axial e isoterma de sorção linear. O exemplo selecionado para a aplicação das metodologias desenvolvidas foi a desterpenação do óleo essencial de laranja, de grande interesse industrial. Foram utilizadas as equações de estado de Peng-Robinson e de Soave-Redlich-Kwong. / Abstract: This work presents complementary and auxiliary methodologies for modeling supercritical extraction of essential oils. The first methodology consists of a mathematical procedure to obtain the fugacity coefficients, from any equation of state. These coefficients are necessary for thermodynamic modeling of the supercritical extraction. This procedure allows to use any type of mixing rule for determination of the interaction parameters of the equation of state. The second methodology deals with the procedure to calculate the vapour-liquid equilibrium at high pressures. The vapour-liquid equilibrium is calculated from a system of equations involving the mass balance, thermodynamic equilibria relationship and stoichiometric restrictions. This procedure allows to calculate the basic problems of liquid-vapour equilibrium, such as: bubble point, dew point and flash. The solubility of an essential oil in carbon dioxide was predicted using this procedure. The third methodology was developed in order estimate binary interaction parameters of the thermodynamic equations state from literature liquid-vapour equilibrium Maximum Likelihood experimental data. The Generalized method was used together with the methodology to calculate binary interaction parameters for the liquid-vapour equilibrium at high pressures. The fourth methodology allows the study of the kinetics of supercritical extraction based on a fixed bed model with the diffusion in homogeneous solid. The adopted model can be used for the systems which are: isotherm, one dimensional, without axial dispersion and have a linear sorption isotherm. Finally, a procedure was developed for a fast economic evaluation of industrial plants of supercritical extraction of natural products. This economic evaluation takes into account the energy cost. The example selected for the application of the developed methodologies was the desterpenation of orange essential oil, which is a oil of great industrial interest. Peng-Robinson and Soave-Redlich-Kwong were the used equations of state. / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:43:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_NagelAlves_D.pdf: 11231130 bytes, checksum: ac6263e814068ee68be084db28576f32 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O objetivo desse trabalho é a implementação FORTRAN de técnicas modernas, tais como: a matemática intervalar, otimização e simulação Monte Carlo e redes neurais. Estas técnicas foram utilizadas para o desenvolvimento computacional de novas metodologias de cálculos para a predição de propriedades termodinâmicas, determinação de pontos de azeotropia de misturas multicomponentes, determinação de propriedades termodinâmicas através da equação de estado de Lennard-Jones e determinação dos parâmetros dos potenciais de Lennard-Jones e de Stockmayer. Além disso, desenvolveu-se uma extensão do método de contribuição de grupos CSGC, de forma que o mesmo forneça as propriedades críticas e a entalpia de vaporização. Na matemática intervalar, a partir dos conceitos básicos da teoria dos intervalos, foram desenvolvidos os códigos computacionais para as operações aritméticas, topológicas, funções transcendentais intervalares e algoritmo de Newton intervalar. A integração Monte Carlo e a rede neural foram utilizadas no tratamento do ensemble NVT para a determinação das propriedades termodinâmicas para fluidos de Lennard-Jones. O método de contribuição de grupos funcionais é tratado em duas partes: na primeira, duas expressões polinomiais foram propostas para a determinação das propriedades críticas (temperatura e pressão) através da contribuição de grupos funcionais do método CSGC; na segunda parte, desenvolveu-se um procedimento híbrido para avaliação da entalpia de vaporização. A otimização Monte Carlo foi usada no desenvolvimento de um algoritmo adaptativo para a determinação de todos os pontos de azeotropia de uma mistura multicomponente e nas das determinações dos parâmetros dos potenciais de Lennard-Jones e Stockmayer, a partir dos dados experimentais do segundo coeficiente do virial. Finalmente, alguns exemplos de cálculos, empregando as metodologias propostas foram realizados / Abstract: The objective of this work is the FORTRAN implementation of modern techniques, such as: the interval analysis, simulation and optimization Monte Carlo and neural network. These techniques were used for the computational development of new ca1culation methodologies for the prediction of thermodynamic properties, for determination of azeotropy points of multicomponent mixtures, for determination of thermodynamic properties through the equation of state of Lennard-Jones and for determination of Lennard-Jones and Stockmayer potential parameters. Besides, an extension of CSGC group contribution method was developed, in order to ca1culate the critical properties and the vaporization enthalpy. In the interval analysis, starting from the basic concepts of the interval theory, the computing codes for the arithmetic and topologycal operations, interval functions and interval Newton method were developed. The Monte Carlo integration and the neural network were used for treating the ensemble NVT for the determination of the thermodynamic properties for fluids of Lennard-Jones. The method of functional group contribution was divided in two parts: in the first one, two polynomial expressions were proposed for the determination of the critical properties (temperature and pressure) through the group contribution of the CSGC method; in the second part, a hybrid procedure was developed for evaluation of the vaporization enthalpy. The Monte Carlo optimization was used in the development of an adaptive algorithm for the determination of all azeotropic points of a multicomponent mixture and for the determination of the Lennard-Jones and Stockmayer potential parameters, starting from the experimental data of the second virial coefficient. Finally, some ca1culation examples are shown using the developed methodologies / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sandra dos Santos Padula / Banca:Eduardo de Moraes Gregores / Banca: Fernando Silveira Navarra / Banca: Lauro Tomio / Banca: Marcelo Gameiro Munhoz / Resumo: Apresentamos resultados de um estudo sistemático do papel das equações de estado no modelo hidrodinâmico. Simulamos colisões Au+Au para duas energias do Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), 130 e 200 GeV por nucleon, para compararmos os nossos resultados aos dados experimentais desse acelerador. Utilizando as mesmas condições iniciais e mecanismo de desacoplamento, analisamos os efeitos de diferentes equações de estado sobre alguns observáveis físicos através dos resultados de suas respectivas evoluções hidrodinâmicas. Os observáveis de interesse nesse trabalho são o espectro de partículas, o fluxo elíptico, usado para estudar o impacto das equações de estado nas anisotropias do estado final, e os parâmetros de raio estimados através do efeito Hambury-Brown-Twiss (HBT). São estudadas três diferentes equações de estado, cada uma enfocando diferentes características do sistema formado, tais como a natureza da transição de fase, densidades de estranheza e bariônica. Essas diferentes equações de estado implicam em diferentes respostas hidrodinâmicas sobre os observáveis. Embora as três equações de estado utilizadas no cálculo descrevam razoavelmente bem os dados experimentais, as diferenças observadas são pequenas, demonstrando pouca sensibilidade dos resultados finais a cada escolha particular de equação de estado / Abstract: We present results of a systematic study of the role of the equation of state in the hydrodynamic model. We simulate Au+Au collisions for two energies of the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), 130 and 200 GeV per nucleon, in order to compare our results to the collider data. By using the same initial conditions and freeze-out scenario, we analysed the effects of different equations of state on some physical observables trough the results of their respective hydrodynamical evolution. The observables of interest investigate here are particle spectra, elliptic flow, used to study the impact of the equations of state on final state anisotropies, and radii parameters estimated by the Hambury-Brown-Twiss effect (HBT). Three different types of equation of state are studied, each focusing on different features of the system, such as the nature of the phase transition, strangeness and baryon densities. These different equations of state imply different hydrodynamic responses on the observables. Although the three equations of state used in the calculations describe the data reasonably well, some small differences are observed, showing weak sensitivity of the results on the particular choice of equation of state / Doutor

Investigamos neste trabalho se a matéria no interior das estrelas de nêutrons pode ser aproximada por equações de estado politrópicas. Com esse objetivo, realizamos comparações entre os resultados obtidos por equações de estado originadas de teorias hadrônicas de campo médio relativísticas com os de aproximações politrópicas. Dois tipos de matéria hadrônica são consideradas na análise: uma contendo prótons, nêutrons e elétrons, e outra possuindo também bárions pesados, os híperons, que são partículas que apresentam em sua constituição quarks estranhos. Os modelos usados para descrever as equações de estado relativísticas de campo médio para a matéria hadrônica são variantes do modelo de Walecka não-linear que diferem entre si pelas constantes de acoplamento bárion-meson usadas, resultando em diferentes valores de incompressibilidade e massa efetiva do nucleon. Em nossa aproximação concluimos que com mais de uma equação politrópica, é possível obter um bom ajuste para as estrelas de nêutrons somente se a pressão é escrita como uma lei de potências da densidade de energia e não da densidade bariônica (aproximação politrópica usual). Encontramos, também, uma correlação entre a velocidade do som e a incompressibilidade no centro da estrela e sua massa e raio. A velocidade do som e a incompressibilidade entre as interfaces das regiões politrópicas mostram uma pequena descontinuidade, o que era de se esperar uma vez que impomos uma continuidade na pressão mas não nas suas derivadas.

Este trabalho tem como objetivo o estudo da matéria nuclear em altas densidades, considerando-se as fases hadrônica e de quarks à temperatura nula, com a perspectiva de aplicar o formalismo desenvolvido no trabalho à análise das propriedades estáticas globais das estrelas de nêutrons. No trabalho, depois de apresentarmos aspectos importantes da evolução estelar e da teoria das estrelas de nêutrons, estudamos as propriedades e os modelos da matéria nuclear. No estudo da matéria nuclear para a fase hadrônica, consideramos os modelos relativísticos da teoria quântica de campos nucleares desenvolvida por J. D. Walecka, J. Zimanyi e S. A. Moszkowski, e por J. Boguta e A. R. Bodmer, também conhecidos, respectivamente, como modelos Sigma-ômega, ZM e Não-linear. Nesses modelos, a matéria nuclear é descrita a partir de uma formulação lagrangeana relativística de muitos corpos, com os campos efetivos dos bárions acoplados aos campos dos mésons, responsáveis pela interação nuclear. Nesse estudo, consideramos, inicialmente, a descrição de propriedades estáticas globais de sistemas nucleares de muitos corpos à temperatura nula, como, por exemplo, a massa efetiva do núcleon para matéria nuclear simétrica e matéria de nêutrons. O conhecimento da equação de estado da matéria de nêutrons torna possível a descrição de propriedades estáticas globais de uma estrela de nêutrons, como sua massa e seu raio, através das equações de Tolman, Oppenheimer e Volko . Os resultados obtidos neste trabalho estão em plena concordância com os resultados apresentados por outros autores. Posteriormente, incorporamos ao formalismo as equações de equilíbrio químico, a presen ça de graus de liberdade leptônicos de elétrons e múons, o octeto bariônico fundamental e a condição de neutralidade de carga. Nossa escolha para as constantes de acoplamento dos híperons está baseada na simetria SU(6) e nas regras de contagem para quarks. A consideração, no formalismo, do equilíbrio beta generalizado entre as partículas gera um sistema de onze equações acopladas que deve ser resolvido numericamente para se encontrar as diferentes populações fermiônicas. Por m, estudamos um modelo fenomenológico para a matéria nuclear com acoplamento derivativo ajustável, no qual a intensidade dos acoplamentos méson-núcleon é parametrizada por expressões matemáticas com coe cientes ajustáveis. Estudamos a in- uência desses acoplamentos na determinação das principais propriedades nucleares e nas propriedades estáticas globais das estrelas de nêutrons. Esse modelo é o que utilizamos, na parte nal do trabalho, para desenvolver nosso estudo da transição de fase entre matéria hadrônica e matéria de quarks livres, usando o critério de Gibbs. No estudo da matéria de quarks, consideramos o modelo de sacola desenvolvido no Massachusetts Institute of Technology (MIT) por A. Chodos, R. L. Ja e, K. Johnson, C. B. Thorn e V. F. Weisskopf. Como resultado principal, determinamos uma equação de estado geral para a matéria hadrônica e para a matéria de quarks e analisamos condições de equilíbrio de estrelas híbridas. Enfocamos, então, a in uência dos acoplamentos do modelo ajustável na determina ção da densidade bariônica em que ocorre a transição de fase. Analisamos, também, como a existência de um caroço de quarks na estrela repercute em suas propriedades estáticas globais (tais como raio e massa máxima) e na propriedade termodinâmica conhecida como índice adiabático. Os resultados obtidos nessa etapa do trabalho, embora inéditos, são coerentes com aqueles obtidos por outros autores. / The purpose of this work is the study of nuclear matter at high densities considering the hadronic and quark phases at zero temperature, with the perspective of applying the developed formalism to the analysis of global static properties of neutron stars. in this work, after presenting important aspects of stellar evolution and neutron star theory, we study the properties and models of nuclear matter. In the nuclear matter studies for the hadronic phase, we have considered the relativistic nuclear quantum eld theory developed by J. D. Walecka, J. Zimanyi and S. A. Moszkowski, and by J. Boguta and A. R. Bodmer, also known, respectively, as Sigma-omega, ZM and Non-linear models. In these models the nuclear matter is described by a relativistic and strong interaction lagrangian many-body formulation with baryon e ective elds coupled to scalar, vector and iso-vector mesons. In this study we consider initially the description of global static properties of manybody nuclear systems at zero temperature as, for instance, the nucleon e ective mass for symmetric nuclear and neutron matter. Knowledge of the neutron matter equation of state makes it possible the description of global static properties of a neutron star, such as its mass and radius, through the Tolman, Oppenheimer and Volko equations. The results we have obtained in this work are in agreement with the corresponding ones presented by other authors. We have further included into the formalism the chemical equilibrium equations, lepton degrees of freedom for electrons and muons, the fundamental octet of baryons and the charge neutrality condition. Our choice for the hyperonic coupling constants is based on the SU(6) symmetry and on the counting rules for quarks. The consideration of generalized beta equilibrium among the particles in our formalism generates a strongly coupled system of eleven equations to be numerically solved to nd the di erent fermionic populations. At last we study a phenomenological lagrangian model of nuclear matter with adjustable derivative coupling, which exhibits a parametrization, through mathematical expressions with adjustable coe cients, of the intensity of the meson-nucleon coupling. We study the in uence of these couplings in the determination of the main nuclear properties and global static properties of neutron stars. This model is the one we use to develop our study of the hadronic matter to quark matter phase transition in the last part of our work, using the Gibbs criteria. In the quark matter study, we have considered the bag model developed ih the Massachusetts Institute of Technology (MIT) by A. Chodos, R. L. Ja e, K. Johnson, C. B. Thorn and V. F. Weisskopf. As a main result, we have determined a general equation of state for hadronic and quark matter, and we have analyzed the equilibrium conditions for hybrid stars. We have then focused the in uence of the adjustable model couplings in the determination of the phase transition baryon density. We have also analyzed how the existence of the quarkgluon plasma core in the star repercutes in its global static properties (such as radius and maximum mass) and in the thermodynamical property known as the adiabatic index. The predictions of our work, even though based on new results, are in complete agreement with the corresponding ones obtained by other authors.

Orientador: Sérgio Kurokawa / Banca: Dilson Amancio Alves / Banca: Afonso José do Prado / Resumo: Este trabalho teve por objetivo realizar um estudo da representação das linhas de transmissão monofásica por meio de variáveis de estado, utilizando a cascata de circuitos p. Inicialmente, desenvolveu-se a equação diferencial da linha de transmissão, cujos parâmetros são uniformemente distribuídos ao longo da linha. Em seguida, realizou-se um estudo referente ao desenvolvimento das equações de estado para uma linha monofásica, representada por meio de uma quantidade genérica de circuitos p. Para a resolução dessas equações de estado, utilizou-se a fórmula de Heun ou regra do trapézio para transformar as soluções das equações do estado em equações algébricas. Desenvolveu-se uma solução analítica das equações de estado que representam uma linha monofásica, utilizando o método da diagonalização que exige a determinação da matriz transformação de similaridade e a resolução do sistema de equações lineares de primeira ordem desacopladas. São apresentados resultados referentes à energização de uma linha de transmissão aberta, aberta e com transformador, em curto-circuito e com uma carga resistiva, utilizando o método numérico e o método analítico. As simulações foram realizadas no ambiente Matlab e os resultados obtidos foram comparados com os resultados obtidos com a utilização do aplicativo Microtran. / Abstract: The work had as aim to realize a representation learning of the one-phase transmission lines though of variable of condition, utilizing a p circuits escales. Initially was developed the diffential equation of the transmission lines whose are parameter uniformly disposal along the line. Next step were done a learning referring developing of condition equation was utilized Heun formula or trapeze rule to transform the solution of the compaction equation in algebrical equation. Was developed a analytical solution of the condition equation to present a one-phase line utilizing the cornerwise action method that require the determination of the matrix transformation of the similarity and the formulas of system resolution unconnected. Are presented results referring the energy action over a open transition line, open and with a transformer in circuit breaker and with a resistible load, utilizing a numeric method and the analytical method. The simulation were done in Matlab environment and the results obtained were compared with the results obtained using a Microtan method. / Mestre