Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeixeiraFilho_Fernando_D.pdf: 16227324 bytes, checksum: 1e8eaf8a048f169a1964f67a6dd9bcce (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O aço inoxidável endurecível por precipitação apresenta elevada resistência mecânica e à oxidação, tendo amplo campo de aplicações, em especial, na indústria aeronáutica. O presente trabalho avaliou a influência da utilização de fluido de corte no fresamento do aço inoxidável endurecível por precipitação 15-5PH (UNS S 15500), utilizando ferramenta de metal duro recoberta com TiAIN, nas operações de desbaste e acabamento. Foram realizados ensaios de desbaste e de acabamento, variando-se a classe da ferramenta de metal duro (M20-M40 e M30M40), a velocidade de corte (100 e 120 m/min nos ensaios de acabamento e 120 e 140 m/min nos ensaios de desbaste), as condições de lubrificação/refrigeração (sem fluido, aplicação de emulsão interna e externamente à ferramenta) e a concentração do fluido de corte na emulsão (7% e 12%). Finalmente, foram realizados ensaios adicionais, para efeito comparativo, com aplicação de fluido de corte integral em mínima quantidade de fluido (35 ml/h) e também em baixa vazão (250 ml/min). Foram medidos o desgaste e a vida da ferramenta, a potência consumida e a rugosidade da peça. A análise dos resultados permitiu concluir que a usinagem sem fluido de corte apresentou maior vida da ferramenta, quando comparada com a condição com emulsão, tanto para desbaste quanto para acabamento. A aplicação de mínima quantidade de fluido proporcionou uma vida maior que na condição sem fluido. A utilização de fluido integral causa uma diminuição na potência consumida, mesmo que a vazão deste fluido seja mínima como a que se tem quando se usa a técnica MQF. Mas a principal contribuição do trabalho é que a condição com baixa vazão de óleo integral apresentou a maior vida de ferramenta dentre todas as condições de refrigeração/lubrificação testadas, demonstrando que houve o efeito lubrificante do fluido, com redução da potência consumida / Abstract: The preciptation hardenable stainsless steel presents high mechanical strength and corrosion resistance, having a wide application field, specially in the aerospace industry. The present work evaluated the influence of cutting fluids in the 15-5PH stainless steel milling, using carbide tools, TiAIN coated. Experiments were carried out for roughing and finishing operations, varying the carbide tool c1ass (M20-M40 and M30-M40), the cutting speed (100 and 120 m/min for finishing operation and 120 and 140 m/min for roughing operation), the lubri-cooling conditions (without cutting fluid, internal and external emulsion application) and the emulsion concentration (7% and 12%). Finally, additional experiments were carried out, for comparison effects, with neat oil application with minimum quantity of fluid (35 ml/h) and also with low flow rate (250 ml/min). Tool wear, tool life, power consumption and workpiece roughness were measured. The analysis of the results allowed to conc1ude that the machining without cutting fluid gave longer tool life than with emulsion application, both in roughing and finishing conditions. The minimum quantity of fluid utilization led to a longer tool life than the dry condition. The use of neat oil led to a decrease of the power consumption, even with the minimum amount contained in the MQF technique. But the main contribution of this work is that the experiments with application of neat oil with low flow rate presented longer tool life than the other lubrication/refrigeration conditions experimented, showing that lubrication effect occurred when neat oil was used, with consequent reduction of power consumption / Doutorado / Engenharia de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Denise Vaz de Macedo, Armindo Antonio Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T19:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gandra_PauloGuimaraes_M.pdf: 2519156 bytes, checksum: 95614e6d3c6f42975590f551e27382d2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo central deste trabalho foi analisar a variação da capacidade antioxidante total, conferida por antioxidantes de baixo peso molecular (ABPM) em fluidos biológicos e tecidos, através do uso da voltametria de pulso diferencial (VPO). O capítulo 1 corresponde a um artigo de revisão sobre as possíveis fontes de geração de espécies reativas de oxigênio no músculo esquelético durante o exercício físico. O capítulo 2 é um artigo de divulgação, cujo objetivo é fornecer subsídios para a análise da capacidade antioxidante total de amostras biológicas conferida por ABPM para acompanhar a modulação do sistema de defesa antioxidante em função do treinamento físico. Para tanto, são discutidos o uso da voltametria cíclica e a possibilidade do uso de outras técnicas voltamétricas, como a VPO. O artigo contido no capítulo 3 apresenta dados da concentração de ABPM no plasma e na saliva de atletas submetidos a um período de treinamento físico. Observou-se, nesse estudo, uma diminuição da capacidade antioxidante total do plasma após 6 semanas de treinamento (879.28 :t 197.92 j..Imol Trolox equiv. L-1 na segunda semana versus 787.82 :t 154.71 j..Imol Trolox equiv. L-1 na sétima semana). Essa diminuição foi associada a um aumento no desempenho em testes físicos específicos e à manutenção das concentrações de marcadores de lesão muscular e de processo inflamatório, sugerindo que uma diminuição na capacidade antioxidante plasmática faz parte do estágio inicial de adaptação ao treino. As capacidades antioxidante da saliva e do plasma apresentaram correlação entre si (r=O.5871, p<O.01) e com suas respectivas concentrações de urato. No artigo contido no capítulo 4 são mostrados os resultados da cinética de ABPM mensurados nas extrações lipofílica e hidrofílica e a atividade de antioxidantes enzimáticos em amostras de músculo esquelético e fígado de ratos, em diferentes momentos pós-exercício físico, precedidos por jejum de 24 h. As extrações hidrofílicas de músculo e fígado e a lipofílica do fígado apresentaram duas classes de ABPM, enquanto a extração lipofílica do músculo, somente uma. Observou-se uma diminuição significativa da capacidade antioxidante total conferida por ABPM hidrofílicos e lipofílicos em todos os momentos analisados (30 min, 1, 6 e 24 h). Apenas uma classe de ABPM hidrossolúveis foi restabelecida 24 h pós-exercício no músculo. No fígado, a primeira e segunda classes de ABPM lipofílicos mostraram-se elevadas em 57% e 42% respectivamente após o jejum. A atividade dos antioxidantes enzimáticos também se mostrou diminuída durante todo o período analisado, apresentando forte correlação com a capacidade antioxidante total conferida por ABPM. Esses dados sugerem que tanto os antioxidantes enzimáticos como os não enzimáticos são modulados pelas EROs produzidas durante e após o exercício. Os resultados desse estudo apresentaram pela primeira vez o uso da voltametria de pulso diferencial para determinação da capacidade antioxidante conferida por ABPM em fluidos biológicos, como plasma e saliva, e em tecidos como o fígado e músculo esquelético / Abstract: The objective of this study was to analyze the changes in total antioxidant capacity conferred by low molecular weight antioxidants (LMWA) in biological fluids and tissues by the use of differential pulse voltammetry (DPV). Chapter 1 is a review article about the possible fonts of reactive oxygen species generation in skeletal muscle during exerci se. Chapter 2 is a divulgation article that deals with antioxidant defense systems, LMWA detection methods, cyclic voltametry and DPV. The paper in chapter 3 presents the results about LMWA concentration in plasma and saliva of athletes submitted to physical training. It was observed a decrease in plasma total antioxidant capacity after 6 weeks of training (879.28 :t 197.92 !-Imol Trolox equiv. L-1 in second week versus 787.82:t 154.71 !-Imol Trolox equiv. L-1 in seventh week) associated to an enhanced physical performance in specific tests and maintained indices of muscle damage and inflammation. The data suggests that a small decrease in the plasma antioxidant capacity is part of a normal answer in the initial stages of a physical training programo It was also shown in this study a significant correlation between plasma and saliva antioxidant capacity (r=0.5871, p<0.01) and a significant correlation between this samples antioxidant capacity and their respective urate concentrations. In chapter 4 the kinetics of liver and skeletal muscle hydrophilic and lipophilic LMWA and enzymatic antioxidants from rats submitted to exhaustive exerci se preceded by 24h of fasting, are shown. Liver and muscle hydrophilic extractions and liver lipophilic extraction presented two classes of LMWA while muscle lipophilic extraction presented only one class. It was observed a significant decrease in the antioxidant capacity conferred by hydrophilic and lipophilic LMWA and enzymatic antioxidants in ali analyzed moments (30 min, 1, 6 e 24 h). Only one class of muscle hydrophilic LMWA showed to be reestablished 24h after exerci se. Liver lipophilic first and second classes of LMWA were increased in 57% and 42% respectively after fasting. Enzymatic antioxidants activities were also reduced during the whole analyzed period, presenting a strong correlation with the antioxidant capacity conferred by LMWA. These is the first report of the use of differential pulse voltammetry for total antioxidant capacity determination conferred by LMWA of biological fluids as plasma and saliva and tissues like liver and skeletal muscle / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T07:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Micaroni_Ricardo_D.pdf: 2196403 bytes, checksum: 4db1f057fa92acc55a6677b56f01f72d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Na usinagem dos metais, a aplicação do fluido de corte otimizada é um recurso que pode aumentar a taxa de remoção de material. Dentre os beneficios pode-se citar a redução da temperatura da ferramenta e melhor formação dos cavacos. Na primeira fase deste trabalho foi estudada a viabilização do corte a seco, da aplicação do fluido de corte em fluxo abundante ou convencional e em alta pressão em diferentes direções no torneamento do aço ABNT 1045, empregando-se ferramentas de metal duro em operação de acabamento. Para isso, foi montado um sistema composto por uma bomba de alta pressão e injetores direcionados para a superficie de saída, para a superficie de folga e simultaneamente para estas duas direções. As variáveis de saída foram: desgaste e vida da ferramenta, rugosidade da peça, potência e temperatura de corte. Na segunda fase será estudada a influência do uso ou não do fluido de corte na dilatação térmica de corpos de parede fina. Foi observado que a redução da vazão e o aumento da pressão do fluido de corte aumentaram a vida da ferramenta em relação às outras condições de refrigeração e, que a redução da vazão não alterou significativamente a temperatura de corte da ferramenta. Por outro lado, nos ensaios de dilatação térmica ficou constatado que a ausência do fluido de corte influenciou significativamente a variação diametral dos corpos de prova de parede fina / Abstract: In machining, the suitable use of cutting fluid is a resource that can increase the rate of material removal. Among the benefits it is possible to mention the tool temperature decrease and better chip formation. In the first stage of this work, several cooling/lubrication conditions were compared in finish turning operations of ABNT 1045 steel. These conditions were: dry cutting, the application of a abundant flow of cutting fluid in a conventional way (high flow rate and small pressure) and application of high pressure fluid in different directions. With this purpose, it was assembled a system containing a high pressure pump and injectors directed. to rake face, flank face and simultaneously in both directions. The output parameters were: tool wear an tool life, workpiece surface roughness, cutting power and temperature. In the second phase will be study the influence of the cutting fluid in the thermal expansion of worpieces with thin wall. The flow reduction and cutting fluid pressure increase the lifetime of the tool compared to other cooling conditions and that the flow reduction did not significant1y affected the tool temperature. On the other hand, the diameter variation of the workpiece with thin walls was larger in the absence of the cutting fluid / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Milton Mori / Dissertação (mestrado) - UniversidadeEstadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T02:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Muniz_LuisAntonioRezende_M.pdf: 2357909 bytes, checksum: 7678d1c7710caeda5b922b69db1750fe (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho é feito um estudo do método dos volumes finitos, no que se refere às suas características e particularidades. É feita uma abordagem rigorosa para a condição de simetria e faz-se uma comparação com o procedimento convencional. É feita uma análise de diversos esquemas de interpolação, através de simulações e aponta-se o melhor entre eles, para o caso em consideração. O problema físico em questão é o desenvolvimento da camada limite na região de entrada de tubos de seção transversal circular, para escoamento em regime laminar. São obtidos os comprimentos de entrada para uma vasta faixa de números de Reynolds, porem mantido em escoamento laminar. Os resultados obtidos são comparados com o de outros autores. São propostas algumas correlações para se obter o comprimento de entrada em função do número de Reynolds, provando-se a não validade das diversas correlações lineares propostas. um método de otimização (COMPLEX) é utilizado para a determinação dos parâmetros da malha a ser utilizada / Abstract: In this work is done a study of the Finite Volume Method, concerning about its characteristics and particularities. A rigorous approach is done for the symmetry conditions. A comparison between this procedure and the conventional one is done. The physic problem is the development of the boundary layer in the entrance region of tubes with circular cross sections, in laminar flow. The entry length are obtained for a large range of Reynolds numbers, sustained in laminar flow. The results are compared with other workers. Some correlations are proposed in order to correlate the entry length to Reynolds numbers, and it proves that the correlations are non linear. An optimization method (COMPLES) is taken in the parameters determination for the grid used. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T06:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferroni_JoseGeraldo_M.pdf: 18599921 bytes, checksum: 5fe887fcfb5868fd7a9ea9b816fce18f (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Foi desenvolvida neste trabalho um procedimento para o monitoramento das concentrações efluentes de traçadores radioativos em poços produtores, considerando testes de injeção do tipo poço a poço e deslocamento tipo pistão de fluidos nos reservatórios. O modelamento do transporte de tais substâncias em meios porosos considera a superposição dos efeitos de convecção e de dispersão hidrodinâmica. Com relação ao mecanismo de transporte, foi empregada a Equação do Traçador desenvolvida por Abbaszadeh-Dehghani & Brigham, 1982. Os parâmetros convectivos e dispersivos do transporte utilizados nessa equação foram obtidos a partir da aplicação do Método da Integral de Contorno (BIM) aos sistemas estudados. Apesar de se ter considerado apenas padrões de injeção uniformes, o emprego do BIM possibilita a análise de geometrias mais genéricas, desde que mantidas as demais hipóteses consideradas no presente trabalho. As curvas de concentração, para os diferentes casos analisados e referentes à razão de mobilidade unitária, foram validadas com base no trabalho de Abbaszadeh-Dehghani & Brigham, 1982, o qual considera soluções analíticas para a derivação dos parâmetros convectivos e dispersivos do transporte. Os casos de razões de mobilidade (M) diferentes de 1 foram discutidos através da consideração de uma região global composta por duas regiões com mobilidades distintas. Por fIm, vale ressaltar que o modelo desenvolvido ainda possibilita a consideração dos efeitos de adsorção e de decaimento radioativo por meio de sua posterior superposição aos resultados previamente obtidos / Abstract: This work describes a method for estimating the effluent concentrations of radioactive tracers in production wells, considering well to well injection tests and piston-like displacements of fluids in the reservoir. The model for tracer transportation takes into account effects of convection and hydrodynamic dispersion. With respect to the model for tracer transportation, it was employed the Tracer Equation developed by Abbaszadeh-Dehghani& Brigham, 1982. The required convection and dispersion transport parameters were obtained by the use of the Boundary Integral Equation (BIM), with application to both direct and altemate line-drive pattems. Although only uniform injection patterns have been studied, the employment of the BIM can be extended to other geometries, keeping the same assumptions made in this work. For the cases analysed, considering unit mobility ratio, the concentration curves obtained were validated against the work of Abbaszadeh-Dehghani & Brigham, 1982, which considered analytical solutions for obtaining the convection and dispersion transport terms. The cases of non-unity mobility ratio were discussed through the assumption of a global domain composed of two zones with different mobilities. Finally, the model also makes possible the inclusion of both adsorption and radioactive decay phenomena by superposing such effects on the the results previously obtained. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T11:08:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_LedaMariadeSouza_D.pdf: 4411705 bytes, checksum: f7b72ffd75c1d44a2fec3441e1684626 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: o bioprocesso para a obtenção de cefalosporina C foi realizado abordando os aspectos de composição do meio, produtividades específicas e caracterização reológica em processos conduzidos em batelada e batelada alimentada. O processo em batelada foi feito em frascos agitados e em reator do tipo tanque agitado de 5 litros, com controle de pH, temperatura, agitação e aeração. Nas fermentações em frascos agitados verificou-se a resposta da linhagem de Cephalosporium acremonium ATCC 48272 em meio sintético, com diferentes fontes de carbono, empregando-se meios contendo glicose, frutose e sacarose. O meio com glicose e sacarose, na relação de 27:36 proporcionou à linhagem um melhor desempenho com relação à produtividade que foi de 0,18 mgcpc/gcél.h.Nos ensaios em biorreator de tanque agitado, em batelada, foi usada a relação de 27:36 de glicose e sacarose, e nos bioprocessos em batelada alimentada foi verificada a influência da relação da glicose e sacarose como fontes de carbono no meio empregando as relações 81:100; 27:126 e 26:187. A melhor produtividade específica obtida nos processos em batelada alimentada foi de 0,62 mgcpc/gcél.hpara o cultivo glicose e sacarose na relação de 81:100. A produtividade específicado processo em batelada foi de 0,74 mgcpc/gcél.h para relação de glicose/sacarose de 27:36. A caracterização reológica dos caldos em viscosímetro de cilindros concêntricos apresentou, para cada bioprocesso estudado, comportamento Newtoniano e pseudoplástico, para tempos distintos de fermentação. O índice de consistência (K) atingiu valor máximo no intervalo entre 3O e 40 horas de fermentação, e o índice de escoamento (n) para todos os ensaios mostrou semelhantes valores. As fotomicrografias realizadas durante os processos mostraram uma correspondência entre as formas das células e as fases do processo: fase inicial de crescimento celular, fase de esgotamento de glicose e formação de cefalosporina C / Abstract: Bioprocess for cephalosporin C production in fed-batch fermentor was studied concermng medium composition, specific productivity and rheological characterization. The batch process was performed in shake flasks and in 5 liters stirred tank reactor provided with pH, temperature, aeration and agitation control. In the shake flask experiments the performance of the strain Cephalosporium acremonium ATCC 48272, was examined with media containing glucose, fructose and sucrose. The medium with glucose and sucrose at the ratio 27:36 enable the best behavior concerning specific productivity, 0.18 mgcpc/gcél.h. In the runs carried out in stirred tank biorreactor the 27:36 ratio for glucose and sucrose was utilized, while in the fed-batch experiments the effect of different glucose ratios, 81:100; 27:126; 26:187 was examined. The higher specific productivity (0.62 mgcpdgcél.h) was observed for the experiment with 81:100 ratio glucose:sucrose. For the batch process with 27:36 glucose:sacarose ratio, the specific productivity was 0.74 mgcpdgcél.h. The rheological characterization of the mash were made in concentric cylinders viscometer. For each bioprocess it presented Newtonian and pseudoplastic behavior depending on the fermentation time. The consistency index (K) reached its maximum value between 3Oand 40 hours fermentation time, while the flow behavior index (n) showed similar values for all experiments. The photomicrographs taken during the process showed a relationship between the three cell morphologies and the three bioprocess phases: initial phase, glucose depletion phase and cephalosporin C production phase / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Carlos Alberto Carrasco Altemani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:37:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_Emersondos_M.pdf: 3659226 bytes, checksum: de4648d5603178a8f2021abb685b4fd4 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O projeto térmico de dissipadores de calor aletados montados em microcircuitos eletrônicos foi considerado neste trabalho. Os dissipadores foram considerados constituídos por aletas longitudinais de perfil retangular montados num duto de seção retangular e com um escoamento forçado de ar. A seção do duto retangular pode ser maior que aquela do dissipador térmico, permitindo então um desvio do escoamento de ar entre o dissipador e as paredes do duto - neste caso apenas parte do escoamento total ocorre entre as aletas. Este efeito influencia fortemente o desempenho térmico dos dissipadores. Dois modelos de análise baseados em correlações empíricas e teóricas foram implementados em dois programas computacionais distintos. Os resultados obtidos foram comparados com dados experimentais da literatura. Um dos modelos apresentou resultados melhores e foi utilizado num procedimento paramétrico de otimização do projeto de um dissipador. A seleção do projeto térmico otimizado foi baseado em duas alternativas distintas, além de capacidade térmica e da temperatura máxima de operação do dissipador. Um critério de otimização foi a resistência térmica mínima entre a base do dissipador e o escoamento de ar e o outro, a menor quantidade de massa do dissipador. Os resultados obtidos indicam que, comparado com o caso sem desvio de escoamento do dissipador, a ocorrência desse desvio aumenta o número de opções de um projeto otimizado. / Abstract: The thermal design of air cooled heat sinks assembled on top of microprocessors is considered in this work. The heat sinks are assumed to be made longitudinal fins of rectangular cross section with a forced airflow. The cross section of the duct may be larger than of the heat sink, so that there is a bypass of the airflow between the heat sink and the walls of the duct -just part of the airflow occurs in the interfin spacing. This effect causes strong influence on the thermal performance of the heat sinks. Two models of analysis based on empirical and theorical correlations were implemented in two distinct computational programs. Their results were compared with experimental data from the literature. One model present better results and was employed in a parametric procedure to optimize the design of a heat sink. The selection of the thermal design considered two distinct alternatives in addition to the capability of the heat sink to dissipate a required thermal load below a maximum operating temperature. One optimization criterion was the minimum thermal resistance from the base of the heat sink to the air flow and the other, the minimum amount of material of the heat sink. The results obtained indicate that, compared to the case without bypass of the airflow, the presence of the bypass increases the options of the optimal thermal design of the heat sinks. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Fernando de Almeida França, Eugenio Spano Rosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_SilvioGoncalves_D.pdf: 15997208 bytes, checksum: de091564ff970a5c9a5d0fa2bda4be5c (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho visa o estudo experimental e a simulação numérica de escoamentos bifásicos. O Modelo de Dois Fluidos é usado para simular o escoamento com simetria . axial de misturas água-ar em padrão de bolhas através de um tubo circular e de bocais convergentes. Os principais objetivos são os de investigar os mecanismos que promovem a distribuição radial das fases e o de aprimorar o conhecimento sobre as forças interfaciais. As Equações Constitutivas usadas para obter o fechamento do modelo representam as forças interfaciais de arrasto, massa virtual, pressão interfacial, sustentação lateral e a força de parede. Uma extensão do modelo de turbulência k-'épsilon¿. para escoamentos bifásicos, que considera a turbulência induzida pela passagem das bolhas, é implementada para expressar os efeitos da turbulência da fase líquida. As equações diferenciais médio-temporais que formam o modelo de dois fluidos são numericamente resolvidas pelo método de volumes finitos usando o programa computacional comercial PHOENICS 'MARCA REGISTRADA¿. Um grande número de medições locais próprias são empregadas, tanto no tubo como nos bocais convergentes, para ajustar e validar o modelo. A análise e a comparação entre os resultados numéricos e os experimentais trazem informações originais sobre a natureza dos escoamentos e sobre os aspectos da modelagem. Os principais dados experimentais são medidos com uma sonda elétrica dupla. É desenvolvido um novo método estatístico que interpreta os dados localmente adquiridos pela sonda, fornecendo a freqüência de bolhas, a distribuição de velocidades reais e a distribuição de diâmetros reais das bolhas. Outras grandezas médias, locais e superficiais, são obtidas a partir dessas grandezas básicas / Abstract: This work is aimed to the experimental and numerical study of two-phase flows. The Two-Fluid Model is the basic modelihg tool used to simulate the axi-symmetric flow of air-water bubbly mixtures in a round pipe and convergent nozzles. The main objectives are to investigate the mecanisms that promote the lateral distribution of the phases and improve the knowledge on the forces that settle their relative movement. The constitutive equations used to represent the interfacial forces and get the closure of the model are the drag force, the virtual mass force, the interfacial pressure force, the lift force and the wall force. An extension of the k- 'épsilon¿. turbulence model, which accounted for the bubble-induced turbulence, is also implemented to express the intensification of the turbulence in the liquid phase. Hence, the conservation and constitutive equations that form the Two-Fluid Model are implemented and solved by the finite-volume method using the commercial computational package PHOENICS 'MARCA REGISTRADA¿ An extensive number of local measurements were taken, in both the round pipe and convergent nozzles, to adjust and validate the model. The analysis of the data and comparisions with the numerical results give rise to original information on the nature of the bubbly flow and aspects of the Two-Fluid Model. To measure the local variables in air-water bubbly flows, a doublesensor electrical intrusive probe was used. To extend the application of this technique to the measurement of local interfacial properties in bubbly flows and to take into account the multidimensional nature of these flows, a new statistical method of measurement, including the data acquisition and processing, is developed. The method disclosed local interfacial properties, namely the void fraction, the bubble frequency, the bubble velocity, the bubble size and the interfacial area density. Mean variables are also calculated after the integration of these local properties / Doutorado / Doutor em Engenharia de Petróleo

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-26T23:12:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cartaxo_SamuelJorgeMarques_D.pdf: 11007203 bytes, checksum: 5c9dfacee6e8fdfd1ecc1eb0394d3e1b (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O transporte de partículas por uma corrente gasosa, comumente denominado de transporte pneumático, tem sido usado com freqüência em uma ampla variedade de processos industriais. Isto se deve não somente à diversidade de materiais que é produzida e manipulada na forma de partículas, como também ao grande número de possíveis aplicações desta operação, as quais incluem desde o simples deslocamento de sólidos até tarefas relativamente mais complexas como a secagem e o craqueamento catalítico. Em decorrência do difundido uso industrial, a tecnologia do transporte pneumático tem sido intensivamente estudada e aprimorada ao longo dos anos, na tentativa de propiciar a sua aplicação de maneira mais racional e otimizada. Este trabalho reporta a investigação de fenômenos dinâmicos presentes no transporte pneumático vertical através do desenvolvimento e implementação de um modelo orientado a objeto, tridimensional, discreto, determinístico e transiente para a fase particulada. A fase fluida é modelada de maneira pseudo-bidimensional, distinta da fase particulada, e o acoplamento entre as fases é realizado por termos de interação bidirecional como a força de arraste do fluido sobre as partículas e a geração de momentum na fase fluida. O modelo contempla os efeitos de colisão partícula-partícula e das partículas com as paredes do equipamento. A metodologia da Simulação Orientada a Objeto (SOO) apresentada possibilitou a captura de padrões dinâmicos bastante complexos, a exemplo da recirculação das partículas e o escorregamento de sólidos junto à parede do tubo. Além disso, devido às propriedades da orientação a objeto, o modelo permitiu a simulação de misturas polidispersas, capacitando o estudo dos fenômenos de segregação presentes nos sistemas de transporte pneumático. Os resultados obtidos foram analisados através dos perfis de velocidades do fluido e das partículas, curvas de queda de pressão, curvas de distribuição granulo métrica e diagramas policromáticos de visualização, permitindo verificar a consistência fisica do modelo. Além disso, foram realizadas comparações com dados experimentais globais e locais, os quais exibiram concordância satisfatória, ratificando a confiabilidade desta metodologia / Abstract: Particle transportation by a gas stream, commonly named as pneumatic conveying, has been ftequently used in a large variety of industrial processes. This is due not only to the diversity of materiais produced and handled in a granulated form, as also to the great number of possible applications of that operation, which includes since the simple displacement of solids to relatively more complicated tasks such as drying and catalytic cracking. Due to the its spread industrial use, the pneumatic conveying technology has been intensively studied and improved along the years, in the attempt of propitiating its application in a more rational and optimized manner. This works reports the investigation of dynamic phenomena of the vertical pneumatic conveying through the development and implementation of an object oriented model, three-dimensional, discrete, deterministic and transient to the particulate phase. The fluid phase is modeled in a pseudo-bidimensional way, separated ftom the solid phase. The dynamic effects between the two phases are considered by bi-directional terms such as the drag force on the particles and the momentum generation in the fluid. The proposed model regards the effects of bi-directional coupling and three-dimensional movement of the particles. The presented Object Oriented Simulation (OOS) methodology enabled the capture of complex dynamic patterns, such as the partic1es refluxing and the precipitation of solids near the pipe waIl. Besides, due to the object-oriented properties, the model allowed the simulation of polydispersed mixtures, qualifying it to study the segregation phenomena in pneumatic transport systems. The obtained results were analyzed through the fluid and particles velociiy profiles, pressure drop curves, diameters distribution curves and polychromatic visualization diagrams, allowing to verify the physical consistence of the model. In addition, comparisons were accomplished with global and local experimental data, which exhibited satisfactory agreement, ratifying the reliability ofthis methodology / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Milton Mori / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-27T05:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fudihara_TakeoJonas_D.pdf: 3956087 bytes, checksum: c98e03de893f40fedb25cbc9262b9424 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho de tese teve o propósito de buscar uma compreensão complementar das intricadas inter-relações entre os complexos fenômenos de transferência de massa, momento e energia, que se desenvolvem em fomos com jatos de escoamento em vórtice, através da modelagem matemática e simulação computacional, em abordagens bidimensionais e tridimensionais. Analisa-se também a extensão dos efeitos do projeto geométrico, assim como, dos vários modelos matemáticos dentre os quais os modelos de turbulência e de combustão, sobre as características dos escoamentos simulados. O fomo cilíndrico é formado por uma câmara de combustão e um maçarico, sendo aquecido pelo contato direto de um jato de chama. O maçarico está posicionado no centro da parede circular em uma das extremidades da câmara de combustão. Este compõe-se de dois percursos incomunicáveis por onde os reagentes são injetados na câmara; o ar de combustão entra tangencialmente através da área anular, e o combustível através de seu duto interno. O código fluido-dinâmico computacional CFX - versão 4.2, foi utilizado para a obtenção das soluções das equações de transporte, o qual emprega o método dos Volumes Finitos com variáveis co-localizadas resolvendo o sistema em coordenadas generalizadas. As malhas numéricas foram construídas através da técnica dos multi-blocos. Desta forma, as principais características destes fomos foram reproduzidas nesta investigação computacional / Abstract: This thesis had the purpose of reaching a complementary k.nowledge of the intricate inter-relations between the complex phenomena of mass, momentum and energy transfers, which develop in furnaces with vortex flows, by mathematical modelling and computational simulation, in two and three-dimensional approaches. Furthermore, the effects of the bumer design and of the various mathematical models, such as the turbulence models and the combustion models on the characteristics of the simulated flows, were analysed. The cylindrical fumace is formed by a combustion chamber and a burner, heated by the direct contact with a flame jet. The bumer is positioned in the centre of the circular wall in the edge of the fumace chamber. It is composed by two incommunicable paths where the reactants are injected into the chamber; the combustion air enters tangentially by the annular area and the fuel by its internal duct. The computational fluid-dynamics code CFX - 4.2 version, was used to obtain the solution of the transport equations, which employs the Finite Volume method with non­staggered variables solving the system in general curvilinear co-ordinates. The grids was constructed by the multi-block technique. Thus, the principal characteristics of these furnaces were reproduced in this computational investigation / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química