Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-14T21:37:10Z No. of bitstreams: 1 NATÁLIA DE OLIVEIRA SANTIAGO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 2885726 bytes, checksum: 42752aa08c69c959e3a3f1367b0e8e7a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T21:37:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NATÁLIA DE OLIVEIRA SANTIAGO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 2885726 bytes, checksum: 42752aa08c69c959e3a3f1367b0e8e7a (MD5) Previous issue date: 2015 / Capes / O uso desenfreado de combustíveis fósseis tem causado problemas climáticos graves em todo o planeta, tais como o aquecimento global e a poluição do ar. Além de seus efeitos negativos perante a natureza, estes acarretam custos cada vez maiores de energia, devido à disponibilidade cada vez menor de reservas de petróleo, de produção e de fornecimento. Nesse contexto o hidrogênio vem a ser um vetor energético, devido a principalmente à sua alta eficiência de conversão, reciclagem e natureza não-poluente. É um combustível que não se encontra na natureza, mas ele pode ser facilmente produzido. Este trabalho apresenta a produção do hidrogênio através da eletrólise da água em meio alcalino (hidróxido de potássio, KOH) num reator de tipo bipolar usando eletrodos de espuma de níquel. A avaliação do reator eletrolítico, constituído de uma célula unitária, foi realizada pelo método estatístico de superfície de resposta visando a otimização dos experimentos através de dois planejamentos com duas variáveis dependentes: a tensão aplicada e a concentração em porcentagem de massa do KOH. A resposta é dada na forma de fluxo de hidrogênio (L/h) com o intuito de analisar o comportamento do reator em diferentes situações. A partir dos parâmetros analisados, foi encontrado o ponto ótimo de funcionamento do reator, obtido com uma concentração de 16,6% em massa de KOH e uma tensão aplicada de 2,6 V, produzindo 0,841 L/h de H2, valor máximo obtido para ambos planejamentos. / The society development is associated to the increasing use of fossil fuels, creating serious climatic problems such as global warning and air pollution. The ecological disasters, like floods and droughts, are a consequence of the increasing release of CO2 and other greenhouse gases. Besides these environmental problems, the costs relied to the extraction, production and supply of oil, are increasing due to its availability. Changes are necessary to control this situation and a way out is the use of another fuel in order to guarantee sustainability. This fuel of the future can be hydrogen, mainly due to its high conversion efficiency, recycling and non-polluting nature. It is particularly attractive as a promising substitute of the fossil fuels. This work presents the production of hydrogen by alkaline water electrolysis (potassium hydroxide, KOH) using nickel foam based electrodes. The evaluation of the electrolytic reactor, consisting of a unit cell, was performed by the statistical method of response surface experiments through two plans with two dependent variables: applied tension and KOH concentration. The response is the hydrogen flow (L/h) in order to analyze the reactor behavior in different situations. The optimum point of the reactor operation for both schedules was obtained with a concentration of 16,6% KOH and an applied voltage of 2.6 V, producing 0,841 L/h of H2.

[pt] A agitação mecânica ou a injeção do ar geram bolhas na célula de flotação, que são estabilizadas pelo uso de espumantes. Partículas hidrofóbicas se aderem às bolhas e em movimento ascencional chegam a superfície da célula formando a espuma mineralizada que sai da célula por transbordamento e/ou remoção mecânica. Espumas na flotação são de grande importância, principalmente com respeito ao tamanho de bolhas e sua estabilidade, bem como a mobilidade; fatores estes cruciais na viabilidade cinética do processo, na recuperação global e no teor do concentrado. Os espumantes, suas ações e propriedades têm sido estudados, entretanto durante os últimos anos a tecnologia de reagentes de flotação tem sofrido inovações e evoluções consideráveis. Como outros reagentes, os espumantes também foram influenciados pela biotecnologia, levando à introdução de uma nova classe de espumantes denominada bioespumantes. As paredes celulares das bactérias produzem uma gama de proteínas e polissacarídeos, donde por procedimentos específicos se pode extrair biorreagentes que apresentam caracteristicas surfatantes similares aos reagentes sintéticos. Apesar de vários estudos sobre espumantes, ainda existe uma grande lacuna relativa aos bioespumantes. Neste trabalho foi estudado a morfologia de espumas de flotação usando os bioespumantes produzidos pelas bactérias Rhodococcus opacus e seus produtos metabólicos. Os trabalhos visaram estudos de análise de tamanho de bolhas, altura de espuma, estabilidade e persistência de espuma, tensão superficial, velocidade ascencional da bolha, utilizando diferentes técnicas e equipamentos como Bubble Sizer (Anglo Platinum), Tensiômetro K10T (Kruss), Método de Bikerman. As variáveis avaliadas foram pH, concentração de espumante, vazão de ar e tempo. / [en] The mechanical agitation or air injection generate bubbles in the flotation cell; they are stabilized by the use of frothers. Hydrophobic particles adhere to the bubbles and by ascending movement reaches the surface of the cell forming the mineralized froth that leaves the cell by overflow and/or mechanical removal. The flotation froths are of great importance, especially with respect to the size of the bubbles and their stability, as well as mobility; these factors are crucial in the kinetics viability of the process, in the global recovery and in the grade of the concentrate. The frothers, their actions and properties have been studied, however during the last years the technology of flotation reagents has had important innovations and developments. Like other reagents, the frothers were also influences by biotechnology, leading to the introduction of a new class of frothers called biofrothers. The bacteria in their cellular walls produce a range of proteins and polysaccharides, whence by specific procedures it can be removed bioreagents which feature surfactants characteristics similar to synthetic reagents used in flotation. Despite of several investigations on frothers, there is still a large gap in regard to biofrothers. On this work was studied the morphology of flotation froths using biosurfactants produced by the bacteria Rhodococcus opacus and their metabolic byproducts and the investigations focused on studies of analysis of bubbles size, height of foam, stability and persistence of foam, surface tension, superficial velocity of gas; using different techniques and equipment such as Bubble Sizer (Anglo Platinum), Tensiometer K10T (Kruss), Bikermans Method. The evaluated variables were solution pH, frother concentration, air flowrate and time.

Orientador: Ana Carolina Conti-Silva / Coorientador: Ellen Silva Lago Vanzela / Banca: Afonso Mota Ramos / Banca: Natália Soares Janzantti / Resumo: Os smoothies constituem bebidas à base de frutas e hortaliças, de consistência suave semilíquida, desenvolvidos para atender a um nicho de mercado que demanda por novos produtos, mais saudáveis e próximos aos naturais. Para estender a vida de prateleira destes produtos e manter ao máximo suas características nutricionais e sensoriais, objetivou-se avaliar o emprego da secagem em leito de espuma para a produção de smoothie à base de polpas de morango e de banana. Para tanto, foi necessário primeiramente determinar as quantidades de aditivos (albumina e maltodextina) a serem utilizadas em função da qualidade das espumas de morango e banana. Realizou-se um delineamento composto central rotacional para estudar os efeitos da albumina (0-0,25- 0,75-1,25-1,5%) e da maltodextrina (0-3-10-17-20%) nas características das espumas de morango, bem como dos produtos desidratados. De forma geral, as espumas apresentaram-se estáveis e com alta incorporação de ar, sendo que o ponto central da albumina (0,75%) ou da maltodextrina (10%) resultou em maiores valores de over run das espumas. Ainda, os produtos desidratados de morango apresentaram baixa atividade de água, conteúdo de água e higroscopicidade, além de alta solubilidade. Portanto, a formulação com 0,75% de albumina e 10% de maltodextrina, de modo geral, alcançou os valores mais satisfatórios. A espuma obtida a partir da polpa de banana com adição de 1% de albumina apresentou boa capacidade de incorporação de ar e estabilidade e o produto desidratado apresentou baixos valores de conteúdo de água, atividade de água e higroscopicidade e alto valor de solubilidade. Os smoothies foram elaborados com diferentes proporções de produtos desidratados de morango e banana, reconstituídos em água ou leite gelados e tiveram boa aceitação por parte dos consumidores, havendo maior preferência pelos smoothies preparados... / Abstract: The smoothies are drinks based on fruits and vegetables, of semi-liquid smooth consistency, developed to attend a market demand for new products, healthier and similar to naturals. Considering extending the shelf life of these products and mantaining their nutritional and sensory characteristics, this study aimed to evaluate the use of foam mat drying for smoothie production based on pulps of strawberry and banana. First, it was necessary to determine the quantities of additives (albumin and maltodextin) to be used depending on the quality of strawberry and banana foams.A central composite design to study the effects of albumin (0-0.25-0.75-1.25-1.5%) and maltodextrin (0-3-10-17-20%) on the characteristics of the foams and the dehydrated strawberry products was conducted. Overall, the foams exhibited stability and high air incorporation, and the center point of the albumin (0.75%) or the maltodextrin (10%) had a higher overrun. The dehydrated products exhibited low water activity, water content, hygroscopicity, and high solubility. Therefore, the formulation central point (0.75% albumin and 10% maltodextrin) was the best condition for obtaining dehydrated strawberry pulp products with suitable characteristics. The foam obtained from banana pulp with addition of 1% albumin showed good ability to air incorporation and stability and, after dehydration, the product showed low water content, low water activity, low hygroscopicity and high solubility. The smoothies were prepared with different proportions of dried products of strawberry and banana, reconstituted in iced water or milk and had good acceptability by the consumers, with higher preference for smoothies made with milk. The smoothies with (50%S+50%B - Milk) and (60%S+40%B - Milk) stood out for the degree of liking for appearance and color, due of the lighter colors and the viscosity measured instrumentally. The smoothie ... / Mestre

O design de produto através de suas interfaces multidisciplinares possibilita o desenvolvimento de novas tecnologias destinadas a pessoas com deficiência física. A Tecnologia Assistiva (TA) engloba todo arsenal de recursos e serviços que contribuem para proporcionar ou ampliar habilidades funcionais de pessoas com deficiência e tem como principal exemplo a cadeira de rodas, onde o usuário fica longos períodos na posição sentada e o conforto térmico é necessário. Neste trabalho, desenvolveu-se microcápsulas de eicosano e impregnou-se espumas de poliuretano (PU) com as microcápsulas visando o conforto térmico nessas espumas. O eicosano é um material de mudança de fase (PCM) com temperatura de mudança de fase ao redor de 37°C, que é igual a temperatura de equilíbrio térmico do corpo humano. As microcápsulas inseridas em espumas de poliuretano possuem potencial uso na Tecnologia Assistiva, mais especificamente em assentos de cadeiras de rodas visando o conforto térmico. As microcápsulas foram obtidas através da polimerização in-situ, utilizando resina melamina-formaldeído como invólucro e eicosano como núcleo. As técnicas usadas para a caracterização das microcápsulas envolveram análises de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), granulometria, Espectroscopia do Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). As microcápsulas de eicosano foram então inseridas em espumas de poliuretano com diferentes densidades e foram analisadas por termografia. As microcápsulas de eicosano impregnadas nas espumas de PU possuem capacidade de absorver ou liberar calor do ambiente circundante e manter a temperatura ao seu redor constante por um determinado período de tempo, sendo assim possuem aplicação potencial na Tecnologia Assistiva, como em assentos de cadeiras de roda por exemplo, devido a sua capacidade de isolamento térmico e absorção ou liberação de calor enquanto ocorre a mudança de fase do eicosano. / The product design through its multidisciplinary interfaces allows de development of new technologies for people with some physical disability. The Assistive Technology (TA) includes all the resources and services that contribute to give and enlarge the functional abilities of people with some disability. The most significant sample of TA resource is the wheel chair, where the person stays long time in the seat position and the thermal comfort is necessary. In this work, microcapsules of eicosane were developed and then polyurethane foams were impregnated with the microcapsules aiming the thermal comfort on the polyurethane foams. The eicosane is a phase change material (PCM) with temperature of phase change of 37°C which is similar to the human body temperature in thermal equilibrium. The microcapsules added to the polyurethane foams have potential use on the Assistive Technology, more specifically on cushion seats aiming the thermal comfort. The microcapsules were obtained by in-situ polymerization using resin melamine-formaldehyde as wall and eicosane as the core. The analysis used to evaluate the properties of the microcapsules were: optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), particle size analysis, fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetry analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Then the microcapsules of eicosane were added in polyurethane foams with different densities and were analyzed by infrared thermography. The microcapsules of eicosane added to the polyurethane foams present the capacity of absorb or release heat to the environment and maintain the around temperature constant for a period of time. So they have potential application on the Assistive Techology, as wheel chair cushion seats for example, due to its capacity of thermal insulation and absorption or release of heat while occurs the eicosane phase change.

Os automóveis têm afetado profundamente não somente o desenvolvimento econômico e as transformações dos meios produtivos, mas também os modos de vida da sociedade, o meio ambiente e a configuração dos espaços urbanos.Destacam-se, hoje, como um dos maiores conjuntos de atividades de negócio no mundo, guiando o desenvolvimento e o lançamento de novos produtos, processos e materiais no mercado, servindo como referência para outros setores. Novos conceitos, materiais e métodos de produção surgem a cada dia, aumentando o desempenho destes veículos, reduzindo o seu tempo de desenvolvimento, simulação, produção e lançamento no mercado. Neste novo cenário solicitações cada vez mais complexas precisam ser atendidas, integrando performance, segurança, economia, praticidade, tecnologia e desenvolvimento sustentável, entre outros. Assim, é necessário inovar com a pesquisa em design, metodologia de projeto, materiais e tecnologias para projeto e produção de veículos. Na busca de novos materiais as espumas metálicas vêm se mostrando fortes aliadas na construção de estruturas cada vez mais leves e resistentes, gerando economia com manutenção de desempenho e atualmente ainda existe carência de estudos computacionais tratando da caracterização e aplicações para estes materiais. Este trabalho visa a contribuição, tanto na área acadêmica quanto industrial, relacionando o design automotivo, a seleção de materiais e a simulação computacional através de software para modelagem e análise do comportamento estrutural pelo método dos elementos finitos com emprego da espuma metálica no modelo do Estudo de Caso do chassi do veículo Sabiá 5 - UEMG.De acordo com as simulações realizadas nas análises estáticas e dinâmicas, entre elas os testes de modos de vibração e crash test virtual, pode-se afirmar que a alternativa que melhor atendeu às solicitações foi a predominantemente constituída em espuma metálica, não ocorrendo plastificação na simulação dinâmica de deslocamento e havendo redução de peso. Demonstrou ainda, melhores condições no crash test frontal, absorvendo o máximo de energia cinética possível, para que esta não seja assimilada internamente ao veículo vindo a atingir os ocupantes. Observa-se ainda que a aplicação e simulação da espuma metálica é bastante complexa, principalmente em virtude da caracterização de sua relação constitutiva e da geometria do modelo, porém os resultados apresentados validam a metodologia empregada e explicitam as potencialidades das ferramentas computacionais empregadas no design virtual de produtos. / Automobiles have affected profoundly not only the economic development and the transformation of the means of production, but also society's lifestyles, the environment and urban spaces. They stand out as one of the biggest business activities in the world, guiding the development and launch of new products, processes and materials, and serving as a reference for other sectors. New production concepts, materials and methods are created every day, improving the performance of these vehicles and reducing the time needed for development, simulation, production and launch. In this new setting more complex requests have to be met, integrating performance, safety, economy, practicality, technology and sustainable development, among others. In this regard, it is necessary to innovate with design research, project methodology, and materials and technologies for projecting and producing vehicles. In search of new materials metal foams are demonstrating to help construction of lighter and stronger structures, saving money and keeping the performance. Nowadays there is still lack of computational studies covering the characterization and application of these materials. This work aims to contribute, both to the academic and industrial fields, relating automotive design, materials selection and computer simulation. This last activity is performed through modeling and structural behavior analysis software, which uses the finite element method. The computer simulation then uses the metal foam in the study case model for the chassis of the vehicle Sabiá 5 - UEMG. According to the simulations performed in the statistical and dynamic analyses, which included modes of vibration and virtual crash tests, it can be stated that the alternative which best met the requests was the one composed mainly by a metal foam, in which there was weight reduction and no plasticization in the dynamic displacement simulation. This alternative also demonstrated better conditions in the front crash test, absorbing the most kinetic energy possible, so that it doesn't reach the interior of the vehicle and hit the passengers. It is also observed that the application and simulation of the metal foam is very complex, mainly because of the characterization of its constitutive relation and the geometry of the model. However, the results presented validate the used methodology and show the potentiality of the computer tools used in virtual product design.

O aumento da segurança das estruturas de ônibus frente a cenários de impacto e a consequente diminuição das mortes e danos causados por acidentes de trânsito são imprescindíveis em um país como o Brasil, onde o transporte rodoviário é fundamental. Nesse contexto o presente trabalho explora a possibilidade do uso de tubos de aço preenchidos com espuma de alumínio como absorvedores de impacto em estruturas de ônibus. Foi realizada a fabricação da espuma como preenchimento dos tubos de aço, que então foram ensaiados sob compressão e flexão três pontos. Um modelo em elementos finitos foi desenvolvido no software LS-Dyna, 2006, considerando as não-linearidades geométricas e do material para representação das propriedades do tubo e da espuma. Finalmente uma estrutura de ônibus rodoviário foi modelada em software de elementos finitos e sua estrutura foi modificada pela adição de espuma de alumínio como preenchimento dos tubos para melhorar o desempenho da estrutura em acidentes de tombamento e impacto semi-frontal. Comentários sobre todos os resultados, apresentando a melhora relativa da estrutura devido às modificações propostas, são finalmente apresentados, assim como a validação da metodologia numérica utilizada para representação das estruturas. / The improvement of the safety of the road bus structure against impact scenarios and reduction of the injuries and death in traffic accidents is crucial in a country like Brazil, where the road transport matrix is fundamental in the traffic of people and goods. In this context in the present work is explored the possibilities of the metallic tubes filled with aluminum foam as shock absorber in the bus structures. With this goal, an experimental campaign using tubes filled with aluminum foam was made. In these tests, uniaxial compression and three points bending tests were performed. The finite element method was implemented in LS-Dyna, 2006, and simulations were carried out, considering material and geometric non-linearities. The material properties were calibrated using the tests cited. Then, a bus structure modeled with finite element method was modified adding metallic tubes filled with aluminum foam to improve the structure performance in rollover and semi-frontal impact scenarios. Commentaries about all the results, presenting the relative improvement of the structure due to the proposed modifications, are finally presented, as well as the validation of the numerical methodology used to represent the structures.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-14Bitstream added on 2014-06-13T18:42:35Z : No. of bitstreams: 1 simoes_rd_dr_bauru.pdf: 3657789 bytes, checksum: 0f75cbf5a9ed07aa12a486e70e6189f6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Filmes auto-sustentáveis de polifluoreto de vinilideno (PVDF) e de polifluoreto de vinilideno com trifluoretileno (P(VDF-TrFE)) contendo amido de milho e/ou látex da borracha natural foram produzidos visando à obtenção de blendas biocompátiveis. Estas blendas foram produzidas pela técnica de prensagem a quente a qual não necessita fazer uso de solventes orgânicos para dissolver os polímeros sintéticos (PVDF e P(TrFE)). Tal processamento, além de não utilizar solventes tóxicos, possibilita a fabricação de filmes auto-sustentáveis com propriedades físicas e químicas apropriadas para aplicações como um material biocompatível. Os filmes de PVDF ou P(VDF-TrFE) com os polímeros naturais (amido e/ou látex de borracha natural) foram caracterizados através das técnicas de espectroscopia vibracional (absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espalhamento Raman), análise termogravimétrico (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise dinâmico-mecânica (DMA), microscopia ótica (MO), microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X, densidade, índice de fluidez (MFI), dureza e condutividade térmica. Os resultados que os polímeros naturais estão bem dispersos na matriz de PVDF ou P(VDF-TrFE) em nível micrométrico e não interagem quimicamente com os polímeros sintéticos. As blendas apresentaram elevada estabilidade térmica, cujo módulo de elasticidade está na mesma ordem de grandeza do osso humano. Entretanto, observou-se que a adesão dos polímeros naturais é melhor para as blendas com P(VDF-TrFe). Adicionalmente, as estruturas cristalinas do PVDF-α e do P(VDF-TrFE) ferroelétrico são mantidos em todas as blendas. A densidade, a dureza, o índice de fluidez e os valores de condutividade térmica das blendas seguiram o que deve se esperar de misturas físicas... / Films of poly(vinylidene fluoride), PVDF, and poly(vinylidene fluoride - trifluoroethylene), P(VDF-TrFE), containing corn starch and latex of natural rubber were produced visioning to obtain biocompatible blends. These blends were produced by compressing/annealing, which discards the necessity of using organic solvents to dissolve the synthetic polymers (PVDF and P(VDF-TrFE)). This process, besides discarding the use of toxic solvents, allows obtaining self-standing films with suitable physical and chemical properties considering their application as biocompatible materials. The PVDF or P(VDF-TrFe) films with different percentage of the natural polymers (starch and/or latex of natural rubber) were characterized using thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), and dynamicalmechanical analysis (DMA). Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman scattering, optic microscopy, scanning electric microscopy, scanning electric microscopy (SEM), X-ray diffraction, density, melt flow index, hardness, and thermal conductivity. The results showed that the natural polymers are well dispersed within the matrix of PVDF or P(VDF-TrFE) at micrometer level and do not interact chemically with the synthetic polymers. The blends present high thermal stability with elasticity modulus at the same order of magnitude of the bone. However, it was observed that the adhesion of the natural polymers is better for the blends of P(VDF-TrFE). Besides, the crystalline structures of the α-PVDF and ferroelectric P(VDF-TrFE) are kept in the blends. The density, hardness, melt flow index and thermal conductivity values of the blends followed what shoud be expected from physical mixtures. The tests of biocompatibility for these materials were carried out implanting the films at the subcutaneous region of rats the results showed histological characteristics favorable to the compatibility in vivo...(Complete abstract click electronic access below)

Os automóveis têm afetado profundamente não somente o desenvolvimento econômico e as transformações dos meios produtivos, mas também os modos de vida da sociedade, o meio ambiente e a configuração dos espaços urbanos.Destacam-se, hoje, como um dos maiores conjuntos de atividades de negócio no mundo, guiando o desenvolvimento e o lançamento de novos produtos, processos e materiais no mercado, servindo como referência para outros setores. Novos conceitos, materiais e métodos de produção surgem a cada dia, aumentando o desempenho destes veículos, reduzindo o seu tempo de desenvolvimento, simulação, produção e lançamento no mercado. Neste novo cenário solicitações cada vez mais complexas precisam ser atendidas, integrando performance, segurança, economia, praticidade, tecnologia e desenvolvimento sustentável, entre outros. Assim, é necessário inovar com a pesquisa em design, metodologia de projeto, materiais e tecnologias para projeto e produção de veículos. Na busca de novos materiais as espumas metálicas vêm se mostrando fortes aliadas na construção de estruturas cada vez mais leves e resistentes, gerando economia com manutenção de desempenho e atualmente ainda existe carência de estudos computacionais tratando da caracterização e aplicações para estes materiais. Este trabalho visa a contribuição, tanto na área acadêmica quanto industrial, relacionando o design automotivo, a seleção de materiais e a simulação computacional através de software para modelagem e análise do comportamento estrutural pelo método dos elementos finitos com emprego da espuma metálica no modelo do Estudo de Caso do chassi do veículo Sabiá 5 - UEMG.De acordo com as simulações realizadas nas análises estáticas e dinâmicas, entre elas os testes de modos de vibração e crash test virtual, pode-se afirmar que a alternativa que melhor atendeu às solicitações foi a predominantemente constituída em espuma metálica, não ocorrendo plastificação na simulação dinâmica de deslocamento e havendo redução de peso. Demonstrou ainda, melhores condições no crash test frontal, absorvendo o máximo de energia cinética possível, para que esta não seja assimilada internamente ao veículo vindo a atingir os ocupantes. Observa-se ainda que a aplicação e simulação da espuma metálica é bastante complexa, principalmente em virtude da caracterização de sua relação constitutiva e da geometria do modelo, porém os resultados apresentados validam a metodologia empregada e explicitam as potencialidades das ferramentas computacionais empregadas no design virtual de produtos. / Automobiles have affected profoundly not only the economic development and the transformation of the means of production, but also society's lifestyles, the environment and urban spaces. They stand out as one of the biggest business activities in the world, guiding the development and launch of new products, processes and materials, and serving as a reference for other sectors. New production concepts, materials and methods are created every day, improving the performance of these vehicles and reducing the time needed for development, simulation, production and launch. In this new setting more complex requests have to be met, integrating performance, safety, economy, practicality, technology and sustainable development, among others. In this regard, it is necessary to innovate with design research, project methodology, and materials and technologies for projecting and producing vehicles. In search of new materials metal foams are demonstrating to help construction of lighter and stronger structures, saving money and keeping the performance. Nowadays there is still lack of computational studies covering the characterization and application of these materials. This work aims to contribute, both to the academic and industrial fields, relating automotive design, materials selection and computer simulation. This last activity is performed through modeling and structural behavior analysis software, which uses the finite element method. The computer simulation then uses the metal foam in the study case model for the chassis of the vehicle Sabiá 5 - UEMG. According to the simulations performed in the statistical and dynamic analyses, which included modes of vibration and virtual crash tests, it can be stated that the alternative which best met the requests was the one composed mainly by a metal foam, in which there was weight reduction and no plasticization in the dynamic displacement simulation. This alternative also demonstrated better conditions in the front crash test, absorbing the most kinetic energy possible, so that it doesn't reach the interior of the vehicle and hit the passengers. It is also observed that the application and simulation of the metal foam is very complex, mainly because of the characterization of its constitutive relation and the geometry of the model. However, the results presented validate the used methodology and show the potentiality of the computer tools used in virtual product design.

[pt] O presente trabalho trata da simulação de um compressor hermético alternativo operando em regime transiente. O modelo desenvolvido expande, para a simulação do regime transiente, de modelos de regime permanente existentes na literatura. No presente modelo o sistema é dividido em volumes de controle (motor, compressor, muflas, câmaras de sucção e de descarga, reservatório de óleo, linha de descarga, entre outros). Adota-se o modelo de parâmetros concentrados e aplicam-se as equações fundamentais de conservação, resultando em um sistema de equações diferenciais ordinárias. Especial atenção é dedicada à formação de espuma durante a partida. Sob tais condições, pode-se chegar à sucção de óleo por parte do compressor, com conseqüentes danos às partes móveis do conjunto mecânico. Em função da ausência de informação na literatura sobre formação de espumas em compressores herméticos, construiu-se um aparato experimental para reproduzir tais condições em laboratório. Utilizou-se uma combinação de refrigerante R134a e óleo poliol-ester, que foi submetida a condições controladas de despressurização, a partir de uma pressão inicial prescrita. O processo de formação de espuma (taxa, espessura e diâmetro de bolha) foi monitorado com o auxílio de uma câmara de vídeo digital. Uma série de corridas foi efetuada para diferentes concentrações de óleo e taxas de despressurização. Os dados experimentais permitiram estabelecer um modelo semiempírico de formação de espuma no interior de um compressor hermético. Simulou- se, também, o escoamento turbulento tridimensional de refrigerante no interior da carcaça. / [en] The present work is related to the simulation of a reciprocating hermetic compressor operating in transient regime. Hermetic compressors consist of a motor-compressor assembly hermetically sealed in a welded steel shell. Main components are: electric motor, suction and discharge mufflers, discharge line and the compressor itself, formed by the suction and discharge chambers, the pistondriving mechanism assembly and the cylinder body. The model here presented extends existing thermodynamic steady-state models for the transient operational condition. The system is divided into a number of control volumes, for which homogeneously distributed properties is assumed and fundamental conservation equations are applied. Special attention is given for foam formation, during startup. In such conditions, liquid oil can be drawn into the cylinder, causing a deterioration in the performance. Information on the phenomenon is scarce, which led to an effort of reproducing it at laboratory conditions. A saturated mixture of R134a and polyolester oil, at a given pressure, was submitted to controlled depressurization. The foam formation process (rate, height and bubble size) was measured with the help of a digital video camera. A number of runs were carried out, for different pressure drop rates and initial refrigerant concentrations. The experimental data was employed to adapt an existing model of foam formation. A new function for the volume rate of coalescence of gas bubbles was empirically determined. Computational Fluid Dynamics techniques were also used to predict the turbulent three-dimensional flow of refrigerant in the shell side.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-17T20:50:40Z No. of bitstreams: 1 EDMILSON DANTAS DA SILVA FILHO - TESE PPGEA 2012..pdf: 78119140 bytes, checksum: f9bbf48bc220094a97611658decfd457 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-17T20:50:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDMILSON DANTAS DA SILVA FILHO - TESE PPGEA 2012..pdf: 78119140 bytes, checksum: f9bbf48bc220094a97611658decfd457 (MD5) Previous issue date: 2012-03 / O presente trabalho propõe como objetivo, estudar a desidratação da polpa da manga cv. Haden pelo método de secagem em camada de espuma, avaliando-se a qualidade da polpa, da espuma e do pó produzido no final do processo de secagem. No início foram feitas seleções prévias das mangas Haden, dos aditivos Super Liga Neutra e F.mustab e das formulações testadas para a produção da espuma estável, a partir da densidade, do over-run e da estabilidade da espuma. Com base nesses parâmetros foi selecionada a melhor formulação (Tratamento 5) composta de polpa da manga Haden, 1,5% de Super Liga Neutra e 1,5% de Emustab, com 30 minutos de batimento. Avaliou-se, ainda, o comportamento reológico da polpa na temperatura de 25 °C, utilizando-se um viscosímetro Brookfield, com ajuste dos dados experimentais pelos modelos de Lei da Potência, Mizrahi-Berk e Herschel-Bulkley. Definida a melhor formulação a mesma foi caracterizada quanto à composição química, tísica e físico-química. A melhor formulação (Tratamento 5) foi desidratada em estufa com circulação de ar forçada, na temperatura de 50, 60 e 70 °Ç e, com três espessuras da camada de espuma (0,5; 1,0 e 1,5 cm), avaliou-se o comportamento das curvas de secagem as quais foram ajustadas aos modelos de Henderson &. Pabis, Henderson c Logarítmico; realizaram-sc nas amostras em pó, análises físicas, químicas e físico-químicas. Para o pó da manga Haden (Tramento 5-50 °C/1,5 cm) foram determinadas as isotermas de adsorção de umidade, nas temperaturas de 20, 30 e 40 °C e ajustados os ajuste dos modelos de GAB, Oswin e Peleg aos dados experimentais. A morfologia do pó (Tratamento 5 50 "C/1,5 cm) foi determinada em microscópio eletrônico de varredura (MEV) e seu armazenamento foi feito em câmara do tipo BOD, nas temperaturas dc 25 e 40 "C, com umidade relativa de 55%. Conforme os resultados, a polpa integral aprcsentou-se dentro dos padrões da Legislação Brasileira, sendo classificada como um fluido nào-newtoniano de caráler pseudoplástico, com melhor ajuste pelo modelo de Mizrahi-Berk. A formulação selecionada apresentou densidade de 0,5412 g/cm3 e over-run de 93,22%. A polpa formulada indicou maiores valores de sólidos totais, sólidos solúveis totais e vitamina C. O menor tempo de secagem foi observado na temperatura de 70 °C com 0,5 cm de espessura da camada de espuma. O modelo de Henderson & Pabis, Henderson e Logarítmico, podem ser utilizados para representar o processo de secagem em razão de terem apresentado altos coeficientes de determinação (R: > 0,9804) e desvios quadráticos médios inferiores a 0,0021. A polpa da manga Haden em pó, apresentou pH ácido, baixa atividade de água, alto teor de sólidos solúveis totais, ângulo de repouso e rendimento. Os modelos de Oswin, GAB e Peleg, podem ser utilizados para estimar as isotermas de adsorção de umidade. Na morfologia, as partículas apresentaram tamanhos variados e com muitas imperfeições, cm toda a extensão da superfície. Durante o armazenamento do pó, ocorreu redução da umidade, acidez, ácido ascórbico, luminosidade e intensidade do amarelo, verificando-se acréscimos nos demais casos. / The aim of the present study was to study mango cv Haden pulp dehydration by foam mat drying, assessing the quality of the pulp, foam and powder produced at the end of the drying process. Mangos. Super Liga Neutra and Emustub additives and formulations tested for stable foam production, based on density, over-run and toam stability. were previously selected. Based on these parameters, was used the best formulation (Treatment 5). composed of Haden mango pulp, 1.5% Super Liga Neutra and 1.5% Emustub, with 30 minutes of beating. Rheological behavior of the pulp at 25 "C was also evaluated using a Brookfield viscometer, with experimental data fitting by Power Law. Mizrahi-Berk and Herschel-Bulkley models. Once lhe besi formulation was delineei, it was characterized with respecl to chemical, physical and physicochemical composition. The best formulation (Treatment 5) was dehydrated ín a forced air circulation oven at 50, 60 and 70 "C. with three foam laycr tluckiiesses (0.5; 1.0 and 1.5 cm): drying curve behavior was assessed and til lo Henderson cV Pabis, Henderson and Logarithmic models; and physical. chemical and physicochemical analyses of powder samples were carried out. For Haden mango powder ( freatment 5 - 50 "(' 1.5 cm) we deiermined moisture adsorption isotherms, at 20. 30 and 40 "C and fu GAB, Oswin and Peleg models to experimental data. Powder morphology (Treatment 5 - 50 "C 1.5 cm) was deiermined under scanning electron microscope (SEM) and powders were stored in a B()D ehamber. at 25 and 40 °C, with relative humidiíy of 55%. Results show thai whole pulp was within Brazilran legal standards, and classified as a pseudoplaslie non-Newioman lluid. with best til provided by the Mizrahi-Berk model. The formulation selected showed density of 0.5412 g/cm and over-run of 93.22%. The pulp formulated eoniained lugher total solids. total soluble solids and vitamin C leveis. The shortest drying time was observed in lhe lemperalure of 70 "C with foam layer thiekness of 0.5cm. The Henderson &. Pabis. Henderson and Logarithmic models can be used to represem the drying process. given lhat the> exhibit high eoefficienls of determination (R2 > 0.9X04) and mean square deviations less than 0.0021. Haden mango powder showed acid pll. low water activity, high total soluble contem, angle of repose and yield. Oswin. GAB and Peleg models can be used to eslimale moisture adsorption isothenns. Morphology demonstrated thai particles varying size and with manv imperfections over the entire surface. During powder slorage, moisture, ascorbie aeid. luminosiiy and yellowness decreased, while increases were observed in the other cases.