Ces travaux ont pour contexte de participer à l’optimisation les cycles de décontamination des salles propres en utilisant un nouveau système de décontamination. Le principe de ce système est de décontaminer un volume par condensation de vapeur de peroxyde d’hydrogène sur toutes les parois intérieures du volume. Différents modèles de condensation et d’évaporation pariétaux ont été étudiés, développés et implémentés dans un code CFD, en incluant des modèles simples ainsi que des modèles plus complexes prenant en compte la forme de la phase liquide pariétale. En parallèle, afin de valider les modèles, un dispositif expérimental d’isolateur pour la décontamination a été utilisé afin de créer une base de données expérimentale de condensation de vapeur. Enfin, la validation de ce modèle numérique a été réalisée en comparant les résultats numériques fournis par le modèle développé dans une reproduction numérique de l’isolateur expérimental avec les résultats des expérimentations. / The context of this work is to contribute to the optimization of clean room decontamination cycles by using a new decontamination system. The concept of this system is to decontaminate a volume by condensing hydrogen peroxide vapour on all the inner walls of the volume. Different models of wall condensation and evaporation have been studied, developed and implemented in a CFD code, including simple models as well as more complex models taking into account the shape of the liquid phase at the wall. In parallel, in order to validate the models, an experimental isolator device for decontamination was used to create an experimental steam condensation database. Finally, the validation of this numerical model was carried out by comparing the numerical results provided by the model developed in a digital reproduction of the experimental isolator with the results of the experiments.

Ce travail porte sur l’étude de l’évaporation d’une goutte présentant une interface liquide/gaz complexe. Nous choisissons de nous focaliser sur deux manières différentes dont cette interface peut se complexifier, par interaction avec une phase solide :soit la phase solide constitue le support sur lequel repose la goutte, soit la phase solide se situe au sein même de la goutte. En particulier, nous nous intéressons à l’étude de l’évaporation de gouttes sessiles sur des surfaces géométriquement texturées ainsi qu’à l’étude de l’évaporation de gouttes en suspension contenant des composés non volatils.Tout d’abord, nous étudions les dynamiques d’évaporation de gouttes d’un liquide complètement mouillant et très volatil déposées sur des surfaces géométriquement texturées mais chimiquement homogènes. La texturation de la surface consiste en un réseau de piliers circulaires organisés selon un schéma carré, construits par photolithographie de façon à pouvoir contrôler la rugosité de la surface. La dynamique de la ligne de contact et la forme de la goutte sont caractérisées par interférométrie. Une étude paramétrique est réalisée en faisant varier les paramètres géométriques de la texturation de surface, typiquement le rayon et la hauteur des piliers (en gardant la distance inter-piliers fixe). L’étude met en évidence trois types de dynamiques en fonction de la valeur de ces para- mètres géométriques :i) un régime dominé par l’évaporation, avec une ligne de contact en récession pendant toute la durée de l’évaporation de la goutte ;ii) un régime dominé par l’étalement, avec un rayon initialement croissant pendant le début de l’évaporation ;iii) une situation intermédiaire avec des effets d’accrochage de la ligne de contact importants. Un modèle mathématique est développé, qui met en évidence l’influence de la géométrie de la texturation de surface sur la compétition entre les phénomènes d’étalement et d’évaporation de la goutte. Le modèle parvient à reproduire qualitativement les résultats expérimentaux, montrant que le choix entre les deux régimes extrêmes dépend de la valeur d’un paramètre adimensionnel, qui compare les temps caractéristiques d’évaporation et d’étalement au sein de la texturation de surface. Des lois d’échelles sont aussi mises en évidence, à la fois expérimentalement et théoriquement.Ensuite, nous nous intéressons à l’évaporation de gouttes au sein d’un séchoir par atomisation, dans le cas particulier de la microencapsulation de polyphénols. Cette situation appliquée repose sur l’évaporation de gouttes en suspension contenant deux composés non volatils dissous. Une étude expérimentale de microencapsulation de polyphénols par atomisation est réalisée à l’échelle du laboratoire. Nous observons l’influence des paramètres opératoires (proportion en masse du composé d’intérêt et de l’agent encapsulant dans la solution initiale, débit de liquide, vitesse et température du gaz de séchage) sur l’efficacité du procédé et sur les caractéristiques de la poudre obtenue (taille et morphologie des grains, contenu en eau, conservation de l’activité phénolique). Sur le plan théorique, l’évaporation de ces gouttes est caractérisée grâce à des modèles existants permettant de déterminer la température de la goutte et son temps d’évaporation, ainsi que la dynamique des composés non volatils au sein de la goutte au cours du temps. De plus, une méthode d’évaluation de l’efficacité de la chambre de séchage est proposée, qui repose sur la comparaison entre le temps d’évaporation des gouttes et leur temps de parcours au sein de la chambre. Ces différents modèles sont en accord avec les résultats expérimentaux obtenus et permettent notamment de donner des conseils pour la conception et le dimensionnement de séchoirs par atomisation. / Doctorat en Sciences de l'ingénieur et technologie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Por ser um semicondutor de elevado número atômico, elevada densidade de massa e largo gap de energia, o brometo de tálio (TlBr) é um material promissor para a detecção da radiação à temperatura ambiente. Entretanto, existem poucos trabalhos relacionados ao estudo deste material sob forma de filme fino policristalino para produção em grandes áreas como desejado para aplicações médicas. Neste trabalho, as técnicas de spray pyrolysis e evaporação térmica foram avaliadas como métodos alternativos para a deposição de filmes de TlBr policristalinos. Ambas as técnicas apresentam relativo baixo custo e podem facilmente ser expandidas para grandes áreas. O objetivos deste trabalho é o estudo da influência das principais condições de crescimento nas propriedades (estruturais, ópticas e elétricas) finais dos filmes de TlBr. Para os filmes produzidos por spray pyrolysis água mili-Q foi utilizada como solvente. A solução (0,10 g de TlBr dissolvidos em 100 g de água) foi agitada à temperatura de 70ºC. Cada deposição foi realizado mantendo os substratos (1cm x 1cm) à temperatura de 100ºC, com um fluxo de nitrogênio (N2) de 8 1/min e um fluxo de solução de aproximadamente 1/90 (ml/s). A distância bico de spray-substrato utilizada foi de 19 cm. Os filmes de TlBr evaporados foram crescidos pela evaporação térmica do material a partir de um cadinho de tungstênio. Um sistema de aquecimento dos substratos foi implantado e permitiu a variação da temperatura destes durante a deposição desde a temperatura ambiente até 200ºC. A separação substrato-superfície de evaporação, h, e o número de deposições por filme, n, também foram variados no intervalo de 3 a 9 cm e 1 a 4, respectivamente. A estrutura dos filmes foi investigada por Difração de Raio-x, a morfologia por Microscopia Eletrônica de Verredura e a composição através da Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS). Experimentos ópticos de transmitância em função do comprimento de ondas foram realizados para estimar o gap ótico dos filmes.As resistividades foram medidas a partir de experimentos de corrente em função da voltagem aplicada fluorescente (20 watts). Por fim, algumas amostras selecionadas foram expostas aos raios-X na faixa de diagnóstico mamográfico. As melhores propriedades foram obtidas para os filmes crescidos por evaporação térmica. A maior compactação e o maior gap óptico foram encontrados para os filmes produzidos a partir de h= 9 cm, os quais garantiram a maior sensibilidade para estes filmes quando expostos aos raios-X. Para os filmes produzidos pela deposição sequencial de várias camadas, a estrutura colunar dos filmes foi mantida para camadas superiores e resultados semelhantes para todas as amostras foram obtidos em relação ao gap óptico e à resistividade elétrica. Além disso, a sensibilidade a partir da utilização de raio-X na faixa mamográfica foi quadruplicada para o filme mais espesso. O aumento da temperatura do substrato resultou na maior compactação e homogeneidade no recobrimento do substrato. Entretanto, uma perda significativa de material durante a evaporação determinou filmes menos espessos em relação aos depósitos à temperatura ambiente. Variações cristalográficas e morfológicas foram obtidas entre os filmes depositados a diferentes temperaturas. Maiores valores gap foram obtidos para 150 e 200ºC. A caracterização elétrica dos filmes depositados a diferentes temperaturas foi limitada, neste trabalho, pela baixa pureza do pó utilizado para produção destes filmes. / Due to its high atomic number, high mass density and intrinsic band gap, thallium bromide (TlBr) is a promising semiconductor for room temperature operation for ionizing radiation detection. However, there are few works related to the study of this material in the polycrystalline thin film form for production in large areas (~ 40 x 40 cm2 ), as desired by medical applications. In this work, spray pyrolysis and thermal evaporation were used as alternative methods for the deposition of polycrystalline TlBr films. Both techniques present relative low cost and can be expanded for large areas. The aim of this work is to investigate the influence of the main growth conditions on the final structural, optical and electrical TlBr films properties. Films produced by spray pyrolysis used mili-Q water as solvent. The solution (0,10g of TlBr dissolved in 100g of water) was stirred at 70o C. Each deposition was performed maintaining the substrates (1cm2 ) at 100o C, the nitrogen rate at 8l/min and the solution flow at 1/90 ml/s approximately. The nozzle-spray to substrate distance was 19 cm. Evaporated TlBr films were grown by resistive thermal evaporation of purified material from a tungsten crucible. The substrate temperature was evaluated from room temperature to 200°C. The separation between evaporation source and substrates, h, and the number of depositions, n, were also varied from 3 cm up to 9 cm and from 1 up to 4, respectively. The structure of the crystals was investigated by X-ray Diffraction, the morphology by Scanning Electron Microscopy and the composition by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy. Optical experiments of absorbance as a function of wavelength were performed to estimate the optical gap of the TlBr films. Electrical resistivities were measured using current versus voltage experiments. The dark current was compared to the current under illumination with a fluorescent lamp (20 watts). Finally, some selected samples were exposed to X-ray in the range of mammography diagnosis. The best properties were obtained for films produced by resistive thermal evaporation. This technique allowed the production of films with thickness of approximately 28 µm, for a unique deposition of 12 minutes. However, bromine has lower vapor pressure than the thallium, what leads to a Br loss of about 10% in the composition of evaporated films. The smallest distribution of cracks and the largest optical gap were obtained for films produced at the lowest deposition rates. This leads also to a higher increase of the ratio between current under irradiation and in the dark, when the films were exposed to X-rays. For films produced at room temperature using sequential depositions, the columnar structure was kept for the superior layers and similar results for all samples were obtained in relation to optical gap and electrical resistivity. Moreover, for the thicker film, an increase of a factor 4 was observed for the ratio between current under irradiation using X-rays in the mammography range in relation to the dark. The higher substrate temperature leads to significant material loss during the evaporation and determined less thick films in relation to the ones deposited at room temperature. Structural and morphological variations were verified for films deposited at different temperatures. Larger gap values were found for 150 and 200ºC. For the electrical characterization of the films deposited at different temperatures an original powder with higher purity would be necessary. Moreover, due to the significant difference between bromine and thallium vapor pressures, better results would probably be obtained by a change to the hot-wall evaporation technique.

Este trabalho experimental tem por objetivo apresentar os estudos experimentais realizados com jatos de líquidos evaporativos (\"flash boiling\") de iso-octano. Nos estudos, o jato emergia de um diminuto bocal que descarrega em uma grande câmara de baixa pressão. O líquido ao passar pelo bocal sofria uma expansão interna alcançando elevados graus de superaquecimento ou de metaestabilidade, já que se mantinha na fase líquida. Nos experimentos, eram controladas as condições de pressão e temperatura de injeção durante um período de alguns poucos segundos suficientes para que as condições de regime permanente fossem estabelecidas. Um dos métodos para a visualização do escoamento do jato evaporativo foi o \"Schlieren\", o qual permitia visualizar elevados gradientes de densidade como normalmente ocorrem com ondas de choque, presentes nesta investigação. Também foi empregada a técnica de visualização de \"iluminação por detrás\" para que fossem comparadas as imagens obtidas por este método com o do \"Schlieren\", bem como mostrar detalhes do fenômeno em estudo. Com isso, foi possível estudar a estrutura do processo evaporativo do jato e, com o auxílio de ferramentas de filtragem matemática e manipulação das imagens obtidas, os fenômenos compressíveis envolvidos. Os perfis dos jatos observados foram: (1) filete contínuo de líquido sem evaporação, (2) jato com fragmentações ou atomizado e (3) abrupta evaporação seguida por expansão com formação de ondas de choque. Neste último caso, a inspeção das fotografias indicou que a evaporação do líquido se dava externamente ao bocal, a partir de um núcleo metaestável de líquido, o qual apresentava o formato aproximado de um cone. Também foi aplicada a teoria de ondas oblíquas de evaporação para estudar o comportamento deste cone líquido. Os ensaios foram conduzidos com três bocais cônico-convergentes de dimensões e materiais diferentes, quais sejam: bocal de aço com diâmetro de saída de 0,3 mm, bocal de aço com 0,8 mm e bocal de vidro com 0,35 mm. / The main goal of this thesis is to present results of experiments with flashing liquid jets of iso-octane. The experiments were carried out with a liquid jet issuing from a small nozzle into a low-pressure chamber. High degrees of metastability were obtained as the liquid jet expanded within the nozzle. Injection pressure and temperature were controlled to the desired testing values for a few seconds, which were found long enough to reach and keep the steady state regime. The photographic documentation of the phenomenon was obtained from a \"Schlieren\" set up using CCD camera. The \"back-lightening\" visualization technique was also used in order to compare both image techniques and to unveil some flashing phenomenon details. Analyses of these images with the help of mathematical filters as well as other image manipulating techniques enabled a qualitative visualization of the flashing liquid jet structure and geometry leaving the nozzle. Three liquid jet regimes were observed: (1) continuous liquid jet (2) partially atomized, and (3) evaporation with the presence of shock waves. In this latter case, we speculate that the evaporation took part on the liquid jet surface, which had the approximate shape of a cone. Also it was employed the oblique evaporation wave theory to explain some of the behavior of the overall evaporation process. The tests were carried out using three conical-converging nozzles made of different materials: a 0.3 mm exit diameter steel nozzle, a 0.8 mm exit diameter steel nozzle, and a 0.35 mm exit diameter glass nozzle.

A cultura da cana é importante para o agronegócio brasileiro. O manejo adequado da palhada da cana-de-açúcar no solo pode influenciar no desenvolvimento e no crescimento da cultura, podendo resultar em ganhos ambientais e econômicos. Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito do manejo com palha (CP) e sem palha (SP) na evapotranspiração de um canavial irrigado. Um experimento foi conduzido em canavial irrigado com dois tratamentos (mantendo-se 100% da palhada e sem cobertura de palha sobre o solo). Neste experimento, a evapotranspiração foi medida a partir do balanço hídrico \"in situ\" do solo (ETc-BHS) e pelo método da razão de Bowen (ETc-MRB) e a transpiração utilizando-se sensores de fluxo de seiva (FS). A evaporação do solo foi estimada com base em dados da cultura e meteorológicos. A modelagem da transpiração e de seus componentes baseou-se na abordagem no \"modelo da grande folha\" (\"big leaf model\") proposto por Monteith. Para tanto, foram definidos e avaliados submodelos para a simulação do saldo de radiação no dossel, da resistência aerodinâmica, da resistência de cobertura no ambiente da cultura. Ao longo do ciclo da cultura, análises biométricas foram realizadas a cada 30 dias e esses dados utilizados na parametrização do modelo. O desempenho dos submodelos e do modelo parametrizado de Penman-Monteith (PM) foi estatisticamente avaliados. Avalia-se um modelo para estimativa da evaporação em função da cobertura da palhada. O cultivo de cana-de-açúcar utilizando os resíduos vegetais favorece o incremento da transpiração, da evapotranspiração da cultura (ETc) e reduz a evaporação de água no solo. A palha influenciou as variáveis biométricas da cultura, como perfilhamento, massa fresca da parte aérea (MFPA) e massa seca da parte aérea (MSPA). Ao relacionar a transpiração estimada com o modelo de PM com a medida com FS, verifica-se um coeficiente de determinação (R2) de 0,72 e de 0,48 e um coeficiente angular (a) de 1,22 e 0,92, para a área manejada CP e SP, respectivamente. A evaporação de água no solo é maior na área SP, principalmente nos períodos com precipitações acima de 40 mm. Quando se relaciona a ETc-BHS e a ETc-MRB com a ETc estimada com base no método de PM, nota-se um R2 de 0,67 e 0,54 na área CP e 0,59 e 0,54 para a área SP, respectivamente. Independente do manejo adotado, aos 302 dias após o corte, o canavial apresentou ATR, POL e % de fibra ideal para a comercialização. O teor de clorofila na área manejada CP é superior ao manejado SP. O cultivo de cana-de-açúcar utilizando os resíduos vegetais favorece o incremento da transpiração, da ETc e reduz a evaporação de água no solo. / Cane culture is important for Brazilian agribusiness. Proper management of sugarcane trash in the soil can influence the development and growth of the crop, which can result in environmental and economic gains. The objective of this study was to evaluate the effect of trash management (CP) and without trash (SP) on the evapotranspiration of an irrigated sugar cane. An experiment was conducted in irrigated sugar cane fields with two treatments (100% of the trash and without trash cover on the soil). In this experiment, evapotranspiration was measured from soil water balance (ETc-BHS) and the Bowen ratio method (ETc-MRB) and transpiration using sap flow sensors (FS). Soil evaporation was estimated based on crop and meteorological data. The modeling of the transpiration and its components was based on the approach in the \"big leaf model\" proposed by Monteith. For that, submodels were defined and evaluated for the simulation of canopy radiation balance, aerodynamic resistance, and cover resistance in the culture environment. Throughout the crop cycle, biometric analyzes were performed every 30 days and these data were used in the parameterization of the model. The performance of the submodels and the parameterized model of Penman-Monteith (PM) was statistically evaluated. A model for estimation of evaporation is evaluated as a function of the trash cover. The cultivation of sugarcane using the vegetal residues favors the increase of transpiration, evapotranspiration of the crop (ETc) and reduces the evaporation of water in the soil. The trash influenced the biometric variables of the crop, such as tillering, fresh mass of aerial part (MFPA) and dry mass of aerial part (MSPA). When correlating the estimated transpiration with the PM model with the FS measurement, it is verified a determination coefficient (R2) of 0.72 and 0.48 and an angular coefficient (a) of 1.22 and 0.92, for the managed area CP and SP, respectively. The water evaporation in the soil is higher in the SP area, especially in periods with rainfall above 40 mm. When ETc-BHS and ETc-MRB are related to ETc estimated on the basis of the PM method, an R2 of 0.67 and 0.54 is observed in the CP area and 0.59 and 0.54 for the area SP, respectively. Regardless of the management adopted, at 302 days after cutting, the sugarcane plantation presented ATR, POL and% of fiber ideal for commercialization. The chlorophyll content in the managed area CP is superior to the managed SP. The cultivation of sugarcane using the vegetal residues favors the increase of the transpiration, ETc and reduces the evaporation of water in the soil.

O iodeto de mercúrio vermelho (?-HgI2 ou comumente conhecido na literatura como HgI2) vem sendo largamente estudado para utilização em detectores de radiação -X e -? por apresentar alta faixa de energia proibida (gap de energia = 2,13eV), alto número atômico (ZHg = 80; ZI = 53) e alta densidade (6,4 mg/ml), além de outras propriedades que auxiliam na absorção destes tipos de radiação. A obtenção de filmes e cristais usando uma técnica de baixo custo é abordada neste trabalho. A técnica que obtenção de cristais utilizada foi a evaporação de solvente, que consiste na evaporação de um solvente volátil de uma solução preparada com sal de HgI2. Os solventes voláteis utilizados foram etanol, tetrahidrofurano (THF) e algumas misturas de ambos. Duas principais condições de evaporação foram testadas: na presença de luz ambiente (claro) e na ausência desta (escuro) em temperatura ambiente. Somente para o etanol obteve-se cristais com controle de temperatura (temperatura de 40°C) dentro de estufa no escuro. Observou-se, como resultado geral, que os cristais apresentam um aumento da desorganização estrutural quando se adiciona THF. Como esperado, isso se refletiu nas propriedades elétricas, diminuindo a resistividade (?) e energia de ativação (Ea) destes materiais. Além disso, é observado para os cristais obtidos com etanol (claro, escuro e estufa a 40°) diferentes resultados estruturais, ópticos, elétricos e de fotocondutividade. Em relação aos resultados estruturais, as condições influenciaram três orientações distintas que se acredita ser devido a variações energéticas relacionadas a temperatura e excitação eletrônica promovida pela luz. Anisotropia também foi observada pela análise dos resultados do espalhamento Raman. Medidas ópticas destacaram a presença principal de contribuições referentes a transições de elétrons da banda de valência a banda de condução (transição excitônica). Os cristais obtidos no claro e estufa apresentam ainda contribuições de transições de elétrons relacionadas a desorganização estrutural e ligações pendentes. Quanto as medidas elétricas, observou-se que o cristal obtido no escuro com etanol (E100E) apresentou os maiores valores de ? e Ea (2,67x108 ? .cm e 1,13 eV) e resultados de fotocondutividade mostraram baixos valores da relação fotocorrente corrente de escuro. Os filmes híbridos de iodeto de mercúrio foram obtidos usando a mesma técnica com presença de polímeros isolantes que atuaram como matriz de sustentação dos cristais de HgI2. Os polímeros utilizados foram poliamida (PA), policarbonato (PC) e poliestireno (PS). Estes eram dissolvidos em THF e o sal de HgI2 era acrescido a esta solução. Filmes foram confeccionados variando a temperatura de evaporação do THF para todos os polímeros, e para PS (que apresenta maior resistência a radiação na faixa de radiodiagnóstico) foi realizado estudos de variação da concentração de polímero (de 20 a 200mg/ml) e da massa de iodeto de mercúrio (de 0,6 a 2,0g). Com o acréscimo dos polímeros isolantes nos filmes, nota-se que se tem um aumento de ?, ainda maior que o observado para os cristais. Também a relação entre fotocondutividade e corrente de escuro é aumentada. No entanto, não se observa uma formação homogênea no filme quando analisamos morfologicamente, sendo possível ver cristais dispersos. Por fim, estes filmes apresentaram um gap de energia de 2,1 eV, muito próximo do obtido para cristais HgI2 (2,13 eV) / Red mercuric iodide (?-HgI2 or known in literature as HgI2) has been widely studied for X- and ?- radiation detector applications because of the high gap energy (2.13 eV), high atomic number (ZHg = 80, ZI = 53), high density (6.4 mg/ml) and other properties that raise the absorption of these types of radiation. Films and crystals were obtained using a low-cost technique that is discussed in this work. The technique used was solvent evaporation, which is the evaporation of volatile solvent from solution prepared with HgI2 salt. The solvents were ethanol, tetrahydrofuran (THF) and some mixtures of both. Two main evaporation conditions were experimented: in (Light) or without (Dark) ambient light presence at room temperature. Only ethanol was obtained crystals with temperature control (constant temperature of 40o in dark oven. It was observed, as general result, that the crystals show an increase of structural disorder when it was added THF for initial solution. This reflects in electrical properties, decreasing resistivity (?) and activation energy (Ea) from this material. Furthermore, it is observed for ethanol crystals (Light, Dark, and Oven at 40o) different structural, optical, electrical and photoconductivity results. In relation to structure, the conditions influenced three distinct orientations that it is energetic variations related to temperature and light excitation. Anisotropy was also observed by Raman scattering analysis. Optical measurements present main contributions of electron transitions from valence to conduction band (excitonic transitions). The Light and Oven crystals show contributions related to structural disorder and dangling bounds. Electrical studies highlighted higher values of ? and Ea (2.67x10-8 ?.cm e 1.13 eV), and photoconductive curves has lower photocurrent-dark current relation. HgI2 hybrid films were obtained using the same technique (solvent evaporation) with insulator polymers forming a matrix to sustain the crystals. The polymers were polyamide (PA), polycarbonate (PC) and polystyrene (PS). These were dissolved in THF and HgI2 salt was added to this solution. Films were made varying the evaporation temperature, and for PS (whose shows the best resistance for diagnostic radiation) was varying polymer concentration (from 20 to 200mg/ml) and HgI2 mass (from 0.6 to 2.0). It was observed an increase of ? adding the polymers in relation of crystals. The photocurrent-dark current relation is also higher than crystals. However, it was not seen homogeneous surface, where it was seen dispersed crystals by SEM images. Finally, the films show energy gap of 2.1 eV, very close to single crystal of literature.

Obtemos propriedades de um modelo de rede para soluções diluídas de polímeros anfifílicos pequenos a partir do estudo das isotermas de potencial químico. Os resultados obtidos na rede de Bethe e em simulações de Monte Carla são apresentados. Introduzimos os cálculos na rede de Bethe através da mistura simétrica e estendemos o tratamento para dímeros, trímeros e tetrâmeros. O tratamento analítico também é generalizado para copolímeros com grau de polimerização arbitrário. As isotermas de potencial químico apresentam laços típicos de uma separação de fase macroscópica, muito embora se trate de um sistema em que duas densidades (anfifílicas livres e anfifílica na micela) coexistem em um sistema homogêneo. A partir destas isotermas, diagramas de fase são construídos. Nas simulações, propomos uma versão eficiente e revisada do \"teste de inserção\" de Widom. O método é inicialmente aplicado à mistura simétrica. Devido a problemas de tamanho finito, as isotermas de potencial químico indicam laços. Os laços podem ser associados a uma distribuição bimodal na curva distribuição de probabilidades no ensemble grande-canônico. Uma \"construção de Maxwell\" é aplicada nos dados, fornecendo uma curva de coexistência que converge rapidamente para a conhecida solução exata. A presença da coexistência de duas densidades é indicada por laços nas isotermas de potencial químico de soluções de anfifílicas pequenas. / We have obtained the properties of a lattice model for dilute solutions of short amphiphilic polymers from the study of chemical potential isotherms. Bethe lattice and Monte Carlo simulation results are presented. We introduce the Bethe lattice calculations for the symmetric mixture and apply them to dimers, trimers and tetramers. The analytic treatment is also generalized for a copolymer of arbitrary degree of polymerization. The chemical isotherms present loops typical of macroscopic phase separation, albeit for a system in which two densities (free amphiphile and amphiphile in micelle) coexist in a homogeneous system. Phase diagrams are presented. For the simulations, we propose a revised and efficient version of Widom\'s insertion test for mixtures. The method is tried on the symmetric mixture. The chemical potential isotherms present loops due to finite size effects. Loops can be associated with the double peak density probability in the grand-canonical ensemble. A \"Maxwell construction\" procedure yields a coexistence curve which converges rapidly to the known exact solution. Loops are present also in the case of short amphiphile solutions, indicating the presence of two densities.

O desenvolvimento de métodos que aumentem a eficiência de controle de processos de cristalização ganhou importância devido à necessidade de melhoras nas taxas de produção, minimizando os custos de energia e mantendo a qualidade das partículas. Neste trabalho os autores estudaram a aplicação de um controlador preditivo (MPC) a um processo de cristalização de cloreto de sódio por evaporação múltiplo-efeito, com alimentação paralela, permitindo que a planta busque, em tempo real, o melhor ponto de operação respeitando os limites definidos. Primeiramente, foi criado um modelo fenomenológico não linear através de balanços de massa, energia e momento considerando a cinética de cristalização, de forma que se possa simular a dinâmica de operação dos cinco efeitos operando dependentemente. O modelo físico possibilitou a aplicação de um controlador do tipo MPC com zona de controle permitindo que as principais variáveis de saída encontrem, dentro de uma faixa de operação aceitável, o ponto ótimo do processo nas condições atuais. Ao mesmo sistema foi aplicado um controlador clássico do tipo PID para avaliação dos ganhos adquiridos pela técnica de controle por predição do estado futuro da planta, observando uma melhor estabilidade e queda no consumo energético. / The development of methods to increase the efficiency of the crystallization process control has gained importance due to the need to improve production rates, to minimize energy costs and to improve the quality of particulate products. In this work the author has applied a model predictive control (MPC) to a continuous forced circulation five-stage evaporative sodium chloride crystallizer with parallel feed, providing the real time search of the best operating point inside the defined set of constraints. First, a non-linear phenomenological model was developed by mass, energy and moment balances coupled to the crystallization kinetics, to simulate the dynamic operation of the five effects working dependently. The physical model enabled the study of the implementation of a model predictive control MPC with zone control that allows the main output variables to be controlled in acceptable operating ranges and the detection of the optimum operating point of the process corresponding to current economic conditions. To evaluate the benefits of the advanced control strategy, a classical PID control system was also implemented in the crystallization system and the two strategies were compared to evaluate the benefit of the model based predictive strategy that provides a better stability and a decrease in the energy consumption.

A quantificação da alteração no balanço hídrico, provocado pelo surgimento de espelhos dágua devido a atividades mineradoras, é fundamental para se avaliar o impacto das atividades antrópicas no ciclo hidrológico. O presente trabalho aborda a análise da perda de água em superfície vegetada sobre diferentes solos comparando com a perda de água em superfície liquida livre. Para isso foi usado um experimento composto por um lisímetro contendo solo argiloso, outro arenoso, um tanque de evaporação enterrado no solo e o conceito de balanço hídrico. E assim realizou-se um estudo sobre as alterações nos fluxos de água entre o solo, planta e atmosfera, quando ocorre à transformação de uma área coberta por vegetação rasteira, para uma superfície líquida exposta diretamente as mesmas condições climáticas. Com a expansão das cavas de mineração do tipo fechada, muitas paisagens naturais que antes eram cobertas por vegetação rasteira foram se transformando em cavas inundadas à céu aberto e depois com a desativação das atividades mineradoras na área, essas cavas inundadas se tornam lagoas, muitas vezes sem função alguma, o resultado deste trabalho demonstra que essa transformação altera o balanço hídrico. Os dois lisímetros empregados foram do tipo Drenagem com um nível fixo de água em seu interior, simulando o armazenamento subterrâneo de água. As superfícies dos lisímetros estavam cobertas por grama do tipo Batatais (Paspalum notatum Flugge) com altura de 0,08 a 0,12 m. O tanque de evaporação também foi mantido com o nível constante e alimentação continua de água. Ambos os lisímetros e o tanque de evaporação estavam equipados com um sistema de caixas com torneira de boia e caixas de drenagem, com finalidade de escoar rapidamente a precipitação. Os volumes de água que percolaram através do lisímetro com solo argiloso (lis-arg), foram similares aos do lisímetro com solo arenoso (lis-aren), indicando a boa drenagem efetuada pelo solo argiloso. O lisímetro com argila não necessitou de reposições diárias de água em seu interior para a manutenção do nível durante o período chuvoso da região, porém o desenvolvimento da grama na superfície evaporante do lisímetro não foi satisfatório. As medidas lisimétricas, permitiram uma melhor compreensão sobre os efeitos da mineração e transformação de paisagem no balanço hídrico em solos argilosos e arenosos. Os resultados obtidos indicaram que a perda de água em solo argiloso coberto por grama batatais aumentou 237 mm quando 1 \'M POT.2\' deste tipo de superfície foi substituída por espelho dágua. O solo arenoso vegetado quando substituído por superfície teve um aumento de 200 mm da perda de água para a atmosfera. / The quantification of changes in water balance, caused by the appearance of water features due to mining activities, it is essential to assess the impact of human activities on the hydrological cycle. This paper deals with the analysis of water loss over different vegetated surface soils compared to the loss of water in liquid free surface. Was used for this experiment consists of a lysimeter containing a clay soil, one sandy, an evaporation tank buried in the soil and the concept of water balance. And so do a study on changes in water fluxes between soil, plant and atmosphere, the transformation occurs when an area covered by low vegetation, to a liquid surface directly exposed to the same climatic conditions. With the expansion of mining pits of the \"closed\", many natural landscapes that were once covered by low vegetation were becoming flooded caves in the open air and then with the deactivation of mining activities in the area, these arches become flooded ponds, often without any function, the result of this work shows that this transformation changes the water balance. The two lysimeters were employees of the \"Drainage\" with a fixed level of water inside, simulating the underground storage of water. The surfaces of the lysimeters were covered with grass type Bahiagrass (Paspalum notatum Flügge) in height from 0.08 to 0.12 m. The evaporation tank was maintained constant level with the water and food remains. Both lysimeter and evaporation pan were equipped with a speaker system with tap float boxes and drainage, with the purpose of draining the precipitation quickly. The volumes of water percolating through the lysimeter with clay soil (lis-arg), were similar to the lysimeter with sandy soil (lis-aren), indicating good drainage performed by clay soil. The clay lysimeter did not require daily replacement of water inside to maintain the level during the rainy season in the region, but the development of grass on the evaporating surface of the lysimeter was not satisfactory. Measures lysimetric allowed a better understanding of the effects of mining and processing of the landscape water balance in sandy and clay soils. The results indicated that the loss of water in clay soil covered with bahiagrass increased when a 237 mm \'M POT.2\' of this type has been replaced by surface water body. The vegetated sandy soil when the surface was replaced by an increase of 200 mm of water loss to the atmosphere.

Neste trabalho é apresentada a avaliação da inversão da sacarose em um sistema constituído de um Evaporador de filme descendente com promotor de película. Foi feita a modelagem da inversão considerando-se os balanços de massa e de entalpia e a cinética de inversão no tubo de evaporação. Os principais parâmetros considerados foram: constante cinética (k), taxa de evaporação(mv), concentração de açúcares totais (C), vazão do líquido no tubo de evaporação (q), pH, temperatura (T) e tempo de residência no tubo de evaporação (T). Usaram-se dois métodos para a resolução do modelo, a primeira através da integração numérica do modelo (Runge Kutta de 4ta ordem) e a outra através de equacionamento simplificado a partir valores médios das propriedades, pH, e calculando as constantes cinéticas nas temperaturas efetivas em cada zona do tubo de evaporação, Tefa (zona de aquecimento) e Tefe (zona de evaporação), possibilitando assim, a integração analítica do modelo. Foram calculados os valores do volume do líquido (V) através dos dois métodos. Os resultados foram expressos em função da vazão do líquido (q). Verificou-se que os resultados calculados pelos dois métodos foram muito próximos. Os modelos desenvolvidos podem ser aplicados para a otimização do processo de evaporação visando à minimização da inversão da sacarose. O método desenvolvido possibilita a determinação do tempo de residência no tubo de evaporação. / In this work the evaluation of sucrose inversion in a system formed by falling film Evaporator with Promoter of film is presented. The modeling was made considering: mass and enthalpy balances and the kinetic of inversion in the evaporation tube. The mean parameters investigated were: kinetic constant (k), evaporation rate (mv), concentration of total sugars (C), volumetric velocity of the liquid in the evaporation tube (q), pH, temperature (T) and residence time in the evaporation tube (T). Two methods was used to solve the model, the first by numeric integration (Runge Kutta 4th Order) and the other by analytic integration of simplified model considering mean values of properties and pH, and the kinetic constant calculates at effective temperatures in each zone of the evaporation tube, Tefa and Tefe, allowed the analytic integration of the model. The volume of liquid in the evaporation tube (V) was calculated by the two methods (numeric integration and simplified methods). The results were expressed as a function of liquid flow rate (q). It was verified that the values obtained by the two methods were very closed. These models can be used for the optimization of the evaporation process emphasizing the minimization of the sucrose inversion. The methodology could be used for the determination of the residence time in the evaporation tube.