Orientador: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-03T13:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanchin_VilsonTonin_D.pdf: 1803947 bytes, checksum: 7e3a9fc970792e2362522dba07f79784 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Estuda-se a modelagem de meios materiais em relatividade geral a partir de meios contínuos, em principio mais simples, como fluidos perfeitos, ou a partir de teorias de campo, como campos escalares, modelos sigma não lineares, e de campos supersimétricos. Inicialmente revisamos o modelo de multifluidos perfeitos para fluidos não perfeitos. Através de uma modificação de tal modelo construímos meios materiais mais gerais dos obtidos até então via multifluidos. A conexão entre fluidos perfeitos e modelos de campos escalares é também investigada. Fazemos uma interpretação do modelo de multifluidos irrotacionais em termos de tais campos. Em seguida analisamos a relação oposta, i. e., a construção de meios materiais a partir de campos escalares (em geral de modelos s ). Alguns casos particulares são estudados com certa profundidade. Consideramos ainda, dentro dessa mesma linha de raciocínio, a obtenção de modelos de fluidos imperfeitos a partir de campos supersimétricos, como modelos s e de Wess-Zumino. Atenção especial é dedicada a este último. Finalmente, procuramos soluções das equações de Einstein tendo como fontes tens ores de energia-momento representando alguns dos meios encontrados pelos métodos mencionados acima, como fluidos de cordas cósmicas com e sem fluxo de calor. Várias soluções são apresentadas e brevemente discutidas / Abstract: The modeling of matter in general relativity using simpler continuous media such as either perfect fluids, or field theories like scalar fields, non-linear s models, and supersymmetric fields is studied. We start by reviewing the multi-perfect-fluid model of imperfect fluids. More general continuous media are obtained by means of a modification of the multi-perfect-fluid model. The connection relating perfect fluids and scalar fields is also investigated. The special case wherein the perfect fluids are irrotational are interpreted in terms of scalar fields. In some particular cases the inverse relation, i. e., the construction of models of matter from scalar fields (in general from s models), is also studied. It is also considered, within the same approach, models for non-perfect fluids based on supersymmetric fields such as s models and the Wess-Zumino model. Special attention is devoted to the second case. Finally, we study solutions of Einstein equations in which the sources are the energy-momentum tensors representing some of the new constructed media, such as fluids of cosmic strings with (or without) heat flow. Several solutions are exhibited and briefly discussed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Los ensayos realizados en un reómetro rotacional tienen como límite superior de medición la velocidad angular crítica para asegurar un flujo axisimétrico. Para velocidades mayores a ésta, el flujo deja de ser concéntrico y comienza la transición hacia un flujo helicoidal. Este fenómeno fue estudiado para fluidos newtonianos en 1923 por Geoffrey I. Taylor, quien pudo determinar analíticamente la velocidad crítica de estabilidad para el flujo rotacional. Los supuestos realizados en este estudio no permiten extender sus resultados a fluidos no newtonianos, en partículas fluidos con partículas. Las mezclas con partículas tienen ciertas características que los diferencian de los fluidos newtonianos homogéneos; como interacciones entre las fases sólidas y liquidas, migración de partículas, sus efectos sobre los perfiles de velocidad y viscosidad. En el presente trabajo, se estudió el comienzo de inestabilidades de Taylor-Couette para una mezcla no coloidal, con concentración hasta 50\% y relaciones de radio interior y exterior r_i/r_e entre 0.71 y 0.88. Se desarrolló una instalación experimental de Taylor-Couette, con rotación del cilindro interior, capaz de controlar la velocidad de giro y medir el torque en el cilindro interior, identificando de esta manera la velocidad crítica de transición. Este estudio es complementado con un análisis de estabilidad lineal que considera las particularidades de este tipo de mezclas. Finalmente, se compararon los resultados de ambas etapas del estudio con el caso base de un fluido newtoniano homogéneo, determinando así el efecto de las partículas sobre la estabilidad de flujo.

El objetivo general del presente trabajo es encontrar una relación experimental que defina la condición límite en que las partículas pertenecientes a un lecho, por sobre el cual se tiene un flujo de un fluido no newtoniano, comiencen a moverse por efecto de este flujo. La condición límite se definirá en términos de un esfuerzo de corte crítico necesario para iniciar el movimiento. Si bien hay un gran número de estudios que analizan esta condición límite para fluidos newtonianos, el estudio del transporte incipiente debido a la acción de flujos de fluidos no newtonianos es limitado, y relaciones de cálculo parecen ser más bien la excepción, pudiendo mencionarse los trabajos de Daido (1971) y Wan (1982). En la naturaleza y en muchos procesos industriales el problema estudiado en esta memoria surge al tener mezclas de agua con partículas sólidas en un amplio rango de tamaños, de forma que el agua con las partículas más finas forman un medio que se comporta como un fluido no newtoniano, capaces de transportar a las partículas más grandes. Para realizar este trabajo se requiere confeccionar fluidos de comportamiento no newtoniano que permitan la visualización a través de él. Para esto se utilizaron soluciones de carboximetilcelulosa en agua y de carbopol en agua, las cuales le otorgan un comportamiento pseudoplástico y plástico al fluido, respectivamente. En cuanto a las partículas que conforman el lecho, se requieren lechos de granulometría uniforme, para lo cual se utilizaron arenas de tres distintos diámetros representativos. Para determinar la condición de arrastre incipiente se realizaron mediciones en régimen permanente para distintas condiciones definidas por un fluido de una misma reología y un tipo de sedimentos no cohesivos. Estas mediciones consisten en realizar experimentos con al menos cuatro condiciones diferentes de flujo para cada una de las cuales se realizan mediciones cuando no hay arrastre de partículas, cuando el arrastre es incipiente y cuando es generalizado. La idea es cubrir un gran rango del número de Reynolds de la partícula, el cual es definido en función de los parámetros de la ley de potencia para fluidos pseudoplásticos y de los parámetros del modelo de Herschel-Bulkley para fluidos con esfuerzo de fluencia. Los experimentos realizados cubren los regímenes de flujo subcrítico y supercrítico, además de escurrimientos tanto uniformes como gradualmente variados. Debido a la variación de la altura de escurrimiento en la dirección del flujo, se dedujeron expresiones para corregir el esfuerzo de corte sobre el fondo. Como resultado se obtuvo que definiendo un número de Reynolds generalizado de la partícula, Re_P , que incorpore los distintos parámetros que determinan una reología en particular y restando al esfuerzo de corte crítico el esfuerzo de fluencia, es posible generalizar el diagrama de Shields et al. (1936), encontrándose que para Re_P ≥ 1 es válida la relación original, ajustada por Rouse (1939) a los datos de Shields. En tanto, para Re_P ≤ 1, la curva propuesta por Mantz se ajusta de mejor manera a los datos experimentales que la proyección del ajuste de Rouse.

Orientador: Vivaldo Silveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T22:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CasteliniNeto_Armando_M.pdf: 13618067 bytes, checksum: 5304d293b5811c2a4c8041f27a9a74c0 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O trabalho consistiu em avaliar a linearidade do processo de pasteurização HTST na seção de aquecimento, verificar a diferença de sintonia entre as estratégias de controles convencionais (PID) e não convencionais (fuzzy/PID) e avaliar e comparar a eficiência desses controladores quando processados em fluidos newtoniano e não-newtoniano. O pasteurizador utilizado foi a placas de 3 seções (regeneração, aquecimento com retenção e resfriamento). O fluido newtoniano utilizado foi água e o não-newtoniano uma solução aquosa de 0,5% m/m de Carboximetilcelulose (CMC) sódica. Os binômios tempo/temperatura foram aferidos para cada fluido envolvido no processo com base nas limitações do trocador de calor e do controle das utilidades. Para a avaliação qualitativa da linearidade, as curvas de reação do processo foram analisadas pelo método da superposição sugeridos por Ogata (1985), subsidiado pela análise do fator de sensibilidade do coeficiente global de transferência de calor ¿U¿, avaliando a variação das propriedades termofísicas da água e solução aquosa de CMC frente às mudanças das temperaturas de entrada e de saída desses fluidos na seção de aquecimento. Ambos os processos apresentaram comportamento não linear; porém, o processo é mais nãolinear quando utilizada a solução de CMC sódica. A partir das curvas de resposta, foram obtidos os parâmetros de sintonia do PID/feedback pelo método de Aström e Hägglund (1984) e com esses foram obtidos os parâmetros de sintonia do controle fuzzy/PID pelo método de Li (1997). A variável controlada foi a temperatura de pasteurização na saída do tubo de retenção e a manipulada a vazão de água quente no trocador. Os controles foram testados, avaliados e comparados através dos índices de erros absolutos IAE, ITAE e ISE, fazendo-se perturbações de set-point na temperatura de saída da seção de aquecimento, com a seção de regeneração desativada para teste de eficiência de sintonia; e perturbações de carga na temperatura de entrada dos produtos no pasteurizador com as seções de regeneração e aquecimento integradas. Especificamente para o fluido não-newtoniano, também foi alterada sua concentração de entrada. Os valores obtidos dos parâmetros da sintonia foram diferentes para cada um dos fluidos pasteurizados. O controle PID teve bom desempenho para ambas as perturbações de setpoint e de carga no caso da água, o que não aconteceu quando se utilizou a solução de CMC sódica, principalmente no caso da perturbação da sua concentração.de entrada. Este desempenho inferior foi superado pelo uso do controle Fuzzy/PID que mostrou melhor desempenho perante às perturbações de carga e set-point / Abstract: The goal of this work was to evaluate the pasteurization process linearity in heat and cooling sections, to check if it would have tuning differences between conventional (PID) and non-conventional (fuzzy) control strategies and evaluate and compare these controllers performance when processed a Newtonian and a non-Newtonian fluid. A Plate Heat Exchanger with three sections (regeneration, heating with retention and cooling) was used. The Newtonian fluid used was water and the non-Newtonian fluid was a 0,5% w/w water based solution of Sodium Carboxymethyl cellulose (CMC). The temperature/time residence was achieved to both fluids based on the limitations of the heat exchange and the utilities control. To qualitative linearity evaluation, the gain curves were analyzed by the superposition method suggested by Ogata (1985), subsided by the sensibility factor analysis of the heat transfer global coefficient ¿U¿, evaluating the thermo physical properties variation in addiction to inlet and outlet temperature changes of this fluids in the heating section. The analysis showed that both systems presented nonlinear behavior; however, the most non-linear process was the one that sodium CMC was used. The PID/feedback tuning parameters were obtained from the gain curves, using Aström e Hägglund (1984) method and these parameters were used to obtain the fuzzy/PID/feedback tuning parameters by Li (1997) method. The controlled variable was the pasteurization temperature and the manipulated variable was the hot water flow. The controls were evaluated and compared through the absolute errors indexes IAE, ITAE e ISE indexes, by doing set point disturbances in the outlet heating section temperature, with the regenaration section turned off to tuning efficiency test and changing the inlet fluid temperature with both regeneration and heating section turned on. In the non-newtonian fluid case, the inlet concentration was also modified. The presented tuning parameters were different to both pasteurized fluids. The PID/feedback strategy had good performance after disturbances in the inlet temperature in the case of water, what did not happened when CMC water based solution was used. This lower performance was supplied by the use of the PID/Fuzzy/feedback strategy, that showed better performances after set-point and charge disturbances / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Luiz Fernando Milanez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Departamento de Energia / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:24:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_PauloIgnacioFonsecade_D.pdf: 16580124 bytes, checksum: 960219a688bc37a433bd3c16591fd29a (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O modelamento numérico do escoamento laminar entre placas verticais foi realizado com a solução das equações elipticas que descrevem o problema. Resultados experimentais da convecção forçada foram obtidos na literatura e utilizados para verificar a acuidade do método. Foram simuladas, posteriormente. situações de interesse para o resfriamento de dispositivos eletrônicos. A convecção mista, induzi da pela ação de um ventilador e de fontes térmicas discretas localizadas nas paredes isoladas de um canal, foi estudada e recomendações foram produzidas para o correto posicionamento das fontes. A convecção natural, produzida por placas verticais isotérmicas. foi estudada numa região confinada. Não foi possível modelar a vazão em massa na cavidade que é induzida pelas placas. assumindo-se a vazão em convecção livre como um limite superior. As qualidades demonstradas pelo método numérico desenvolvido recomendam a continuidade de desenvolvimento do algoritmo de cálculo. principalmente para lidar com malhas não regulares / Abstract: The numerical modeling of the laminar convective flow between vertical plates was carried out in order to obtain the solution of the elliptical equations describing the problem. Experimental results obtained in the literature were used to verif the accuracy of the method. Eventually, study cases were considered for situations of interest in cooling of eletronic equipments. Mixed convenction generated by isolated thermal sources located in one of the adiabatic walls of a vertical channel was studied and recommentadions adressed considering the relative position of the sources. Natural convection generated by heated vertical plates, with uniform wall temperature , was studied within an enclasure. It was not possible to model the induced mass flow and the free convection mass flow was assumed as an upper limit. The features of the model developed recommended further investigation of this algorithm including consideration of non uniform grids / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T15:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maegava_LidiaMaria_M.pdf: 5768914 bytes, checksum: 1b30eed351109fa6d5a6459ae38816d1 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: O escoamento de fluidos não newtonianos se apresenta com vários desafios à pesquisa teórica e experimental, onde as soluções poliméricas constituem um importante capítulo. Neste trabalho foram utilizadas soluções aquosas de hidroxietil celulose, com concentrações que variam de 1000 ppm a 2500 ppm sendo analisado o escoamento nas faixas laminar e turbulenta. A caracterização reológica dos fluidos foi realizada, permitindo concluir que os fluidos, nas condições aqui utilizadas, possuem comportamento pseudoplástico. Os resultados experimentais do escoamento turbulento em tubos foram utilizados na análise das correlações clássicas de Dodge e Metzner e de Shaver e Merril, sendo também obtidas a partir desses dados duas correlações empíricas, uma do tipo Blasius e outra do tipo Prandtl, ambas utilizando o número de Reynolds aparente. O escoamento em tubos a altas vazões apresentou o fenômeno da redução do arraste e, os resultados experimentais dessa região permitiram obter uma correlação para predição da porcentagem de redução do arraste em função do numero de Reynolds do solvente / Abstract: The flow of now-newtonian fluids in pipes shows many challenges to the theorethical and experimental research and the flow of polimeric solutions in as important part of this subject. In the present work aquous solutions of hydroxyethyl cellulose were used in concentrations between 1000 and 2500 ppm by weight, and the flow in the laminar and in the turbulent regions was analyzed. The rheological study of the fluids was mede and it was concluded that the pseudoplastic model represents the rheological behavior of these fluids, under the considered conditions. The peformance os the Dodge and Metzner¿s and the Shaver and Merrill¿s correlations was compared with the experimental results of the fluid flow in pipes. These experimental results were utilized to obtain two empirical correlations using the apparent Reynolds number, being one of them in the Blasius¿ form and the another one in the Prandtl¿s form. It was observed that the drag reductions phenomenon occurs at high flow rates in the fluid flow in pipes. The experimental results of this region were used to get an empirical correlation to predict the drag reduction porcentage using the solvent Reynolds number / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T21:37:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_SinfronioBrito_M.pdf: 2764340 bytes, checksum: 54db451462a3427a60fd08680a2bdd45 (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: O estudo proposto neste trabalho está baseado num estudo de parâmetros influentes no processo de gaseificação ascendente ou Contra-Corrente. O gaseificador utilizado foi um prototipo modular. O módulo inferior com diâmetro externo de 50cm e diâmetro interno 42cm devido ao refratário e às paredes duplas para o pré-aquecimento do ar de entrada ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The research subject proposed in this study is based on an examination of the parameters significant for the process of ascendent and counter-current gasification. The gasifier which was utilized was a module prototype. The lower module has an exterior diameter of 50cm and an internal diameter of 42cm, owing to the refractory and to the double walls designed for the heating of the incoming air ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:17:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paixao_AnaEleonoraAlmeida_M.pdf: 4481873 bytes, checksum: ffb15698537544fb6b0fa08f32a9d601 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: A industria química e também a área de prospeção de petróleo utilizam freqüentemente muitas suspensões sólido-líquido de comportamento reológico não-newtoniano com tensão residual, que é um valor crítico abaixo do qual o fluido escoa sem deformação. Essa característica exige o uso de modelos reológicos mais sofisticados para descrever o seu comportamento fluido-dinâmico. As circunstâncias normalmente verificadas na prática requerem que as correlações usadas para descrição do fenômeno acima citado sejam capazes de prever o comportamento do escoamento abrangendo as condições dos regimes laminar, transição e turbulento. O presente trabalho apresenta uma formulação matemática que visa obter correlações que atendam a necessidade das aplicações práticas. Para tanto, realizou-se o estudo detalhado da utilização de um modelo reológico a três parâmetros( Modelo de Robertson & Stiff) para a análise do escoamento anular em tubulações, tendo sido elaboradas novas definições de números de Reynolds e de Número de Hedstrom. Para o escoamento laminar são apresentadas correlações para o coeficiente de atrito em função do Número de Reynolds de Robertson & Stiff, contendo um parâmetro adicional que considera a influência da tensão residual. Nessas correlações tembém estão incluídos parâmetros constantes para cada geometria de escoamento. Na região de escoamento de transição, o trabalho apresenta uma formulação matemática inédita, utilizando o modelo reológico de transição ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Several solid-liquid suspensions frequently encountered in chemical industry and also in oil well drilling operations exhibit a non-Newtonian behavior with an yield stress, a critical value of stress below which they do not flow. Due to the real conditions usually verified, it is important to master calculations techniques involve the laminar also the transitional and turbulent flow regimes. This thesis consists of an unpublished work presenting an inedit mathematical formulation in order to propose correlations of practical use. The realized study of the annular flow between concentric pipes was based on Robertson and Stiff¿s rheological model, which is a three parameters equation, and on new definitions of Reynolds and Hedstrom numbers. The proposed correlations to the factor friction to Robertson and Stiffi¿s Reynolds number in laminar flow involves one additional parameter considering the yield stress effects and a second one including also he flow geometry. The transitional flow study resulted in a inedit theorical formulation usisng Robertson and rheological model that enables the transitional point or region prediction. This procedure led to a system of highly non-linear equations and its numerical model that enables the transitional point or region predction. This procedure led to a system of highly non-lnear equation and its numericar solution is presented in a table ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Jose Vitorio Zago / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computa ção Científica / Made available in DSpace on 2018-07-16T18:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_CarlosAlberto_M.pdf: 1111675 bytes, checksum: 3beca64c22914e00b348a98e55a9f26f (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: O escoamento de um fluido de Maxwell através de cilindros co-axiais porosos é simulado numericamente através do método de elementos finitos misto utilizando elementos quadrilaterais com aproximações quadrãticas nas tensões e velocidades e linear nas pressões. As integrais são computadas numericamente por uma regra de Gauss de nove pontos. As equações discretizadas são resolvidas pelo Método de Newton e os sistemas lineares resolvidos pelo Método Frontal. O escoamento é suposto isotérmico, incompressível, permanente, tridimensional e axisimétrico. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Jose Busnardo Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T12:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_ViceneAlonso_M.pdf: 2454652 bytes, checksum: fbd1115b9fef9afa0cf552f8929e5a61 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Foram medidas a corrente, a tensão e a eficiência térmica de um maçarico de 30 kW no Laboratório de Plasmas da Unicamp. Foi verificada a lei de escala de Zhukov (V ~ I-0,3) quando a vazão de gás é baixa e a lei de escala para a eficiência térmica. Para vazões altas, a lei de escala continua do tipo V ~ I-a , mas a ¹ 0,3. A solução da equação de Elenbaas-Heller para operação com ar indica temperaturas no eixo da coluna entre 11.500 K e 13.500 K . Foram feitas aplicações no pré-aquecimento de uma panela de fundição e também na geração de atmosferas de nitrogênio para a sintetização de ferrites, ambas com resultados satisfatórios / Abstract: Experiments were made to determine the I x V characteristic and the thermal conversion efficiency of a 30 kW plasma torch at the Plasma Laboratory at Unicamp. Zhukov's scaling law (V ~ I-0.3) for a low mass flow of the gas and also the scaling law for the efficiency were both confirmed. For a high mass flow the scaling law is still V ~ I-a , but now with a ¹ 0.3. Solution of the Elenbaas-Heller equation for operation with air indicates the temperatures at the axis between 11.500 K and 13.500 K. This torch was used satisfactorily to pre-heat a small foundry ladle and also to generate a nitrogen atmosphere for the sinterization of ferrite¿s / Mestrado / Física / Mestre em Física