Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Fundamentos e Aplicações da Mecânica dos Fluídos, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação das Professoras Doutoras Alexandra Maria Ferreira Rodrigues Pinto e Maria Teresa Sena Esteves

Submitted by Everton Coelho de Medeiros null (everton.medeiros@feg.unesp.br) on 2017-08-29T19:01:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_final.pdf: 4345654 bytes, checksum: 76773f0a6cc1d17c5e1162955ff8879a (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-29T19:06:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 medeiros_ec_me_guara.pdf: 4345654 bytes, checksum: 76773f0a6cc1d17c5e1162955ff8879a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T19:06:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 medeiros_ec_me_guara.pdf: 4345654 bytes, checksum: 76773f0a6cc1d17c5e1162955ff8879a (MD5) Previous issue date: 2017-06-30 / Os estudos relacionados a máquinas rotativas são muito importantes no apoio e manutenção da operação de máquinas de grande porte, tais como turbo compressores ou turbinas. Modelos analíticos e numéricos têm sido aplicados por anos, entretanto, eles nem sempre apresentam as condições reais dessas máquinas. Por isso, o uso de procedimentos experimentais para a avaliação e validação de resultados de máquinas rotativas é importante para a etapa de projeto mecânico. O uso de modelos em escala, por exemplo, turbinas hidráulicas ou turbinas a vapor, tem sido comum nesta área. Um rotor é dividido em várias partes, sendo uma delas os elementos de suporte, mais especificamente os mancais. Os mancais podem ser divididos em vários tipos, os mais utilizados são os do tipo rolamento e tipo hidrodinâmico. Devido este último ser o mais encontrado em máquinas pesadas, seu estudo é muito importante. Este trabalho objetiva apresentar o projeto de um protótipo de um mancal hidrodinâmico e sua avaliação experimental. O mancal desenvolvido consiste de uma bucha de bronze montada sobre uma casa de mancal de alumínio e sistemas de vedação para o óleo lubrificante. As geometrias das buchas e as propriedades dos fluidos foram analisadas pela medição do comportamento dinâmico de um rotor apoiados por esses mancais. Esta avaliação foi baseada na medição de uma bancada do tipo Jeffcott apoiada em um par de mancais hidrodinâmicos em condições diversas, incluindo combinações entre mancais do tipo rolamento e hidrodinâmico, variação da geometria interna da bucha de bronze e uso de mancal de material compósito com lubrificação de contorno. Podendo concluir que mancais com buchas de geometria fixa e cilíndrica mostram um comportamento anisotrópico, causado pela diferença de rigidez entre os planos horizontal e vertical. Ao variar para mancais de geometria assimétrica (Elíptico e Offset-halves), buchas de material compósito e modificação do tipo de lubrificação este fenômeno de anisotropia é reduzido, levando a condição de apoio para mais próxima de isotrópica. A combinação entre diferentes mancais (rolamento e hidrodinâmico) levou à observação da análise de mancais montados próximo a região do acoplamento de torque e também a importância do sentido da rotação do rotor para a formação do filme de óleo e evitar o seu sobreaquecimento. / Studies related to rotary machines are very important to support and keep the operation of large machines such as turbochargers or turbines. Analytical and numerical models have been applied for years, however, they do not always present the real condition of these machines. Therefore, the use of experimental procedures for the evaluation and validation of rotating machine results is important for mechanical design step. The use of scale models, for example, hydraulic turbines or steam turbines, has been very common in this area. A rotor is divided into several parts, one of which is the support elements, more specifically the bearings. The bearings can be divided into several types, the most common are the ball/roller bearing and the hydrodynamic bearing. Due to the latter be the most applied in heavy machinery, his study is very important. This work aims to show the design of a prototype of a hydrodynamic bearing and its experimental evaluation. The developed bearing consists of a bronze bushing mounted on an aluminum bearing housing and sealing systems for lubricating oil. The bushing geometries and the properties of the fluids are analyzed by measuring the dynamic behavior of a rotor supported by these bearings. This evaluation was based on the measurement of a Jeffcott rotor test bench supported by hydrodynamic bearings under a variety of conditions, including combinations of rolling and hydrodynamic type bearings,variation of the internal geometry of the bronze bushing and use of composite material bearing for the bush with contour lubrication. It may be concluded that bearings with fixed and cylindrical geometry bearings show an anisotropic behavior caused by the difference in rigidity between the horizontal and vertical planes. When the bush is changed for asymmetric geometries (Elliptical and Offset-halves), composite material bushings and modification of the lubrication type, the anisotropy phenomenon is reduced, leading to a supportive condition closer to isotropic. The combination of different bearings (ball/roller bearing and hydrodynamic bearing) led to the observation the analysis of mounted bearings near a torque coupling region and also the importance of the direction of rotation for oil film formation and to avoid his overheating.

Estudamos o fenômeno de correlação entre dois bosons idênticos (efeito Hanbury Brown-Twiss) no caso de fontes em rápida expansão. Partimos da hipótese que, em colisões hadrônicas a altas energias, forma-se um plasma de quarks e gluons, o qual se expande de acordo com as equações do Modelo Hidrodinâmico de Landau. Ao atingir a temperatura crítica, o fluido sofre uma transição de fase de plasma para hadrons usuais, os quais são então emitidos. Estudamos a dependência da função de correlação de duas partículas em algumas grandezas, como por exemplo, no momento transversal médio das partículas finais e na massa do estado de plasma inicialmente formado. Analisamos também a compatibilidade dos cálculos efetuados com alguns dados experimentais disponíveis. Mostramos que a consideração de expansão da fonte emissora introduz efeitos cinemáticos importantes no comportamento da função de correlação. Assim sendo, os resultados usualmente obtidos com a hipótese de fontes estáticas devem ser completamente modificados no caso de fontes que se expandem rapidamente, como aquelas formadas em colisões hadrônicas a altas energias. / The phenomenon of correlation among two identical bosons (Hanbury Brown-Twiss effect) is studied for rapidly expanding sources. We consider the hypothesis of a quark-gluon plasma formation in high energy hadronic collisions, which expands according to Landau\'s Hydrodynamical Model. When the fluid reaches the critical temperature it undergoes a phase transition from plasma to ordinary hadrons t which are then emitted. We study the dependence of the two-particle correlation function on some quantities, such as the average transverse momentum of final particles and the mass of the initially formed plasma. Vile also analyse the compatibility of our resulte with some available experimental data. We show that the source expansion causes important kinematical effects Oh the behavior of the correlation function. Being so, the results usually obtained by means of static sources, should be completely changed in case of rapidly expanding ones, such as the sources formed in high energy hadronic collisions.

Consideram-se neste trabalho seções bidimensionais oscilando em balanço. Adotam-se modelos representativos do movimento segundo este único grau de liberdade. Estimam-se os parâmetros de inércia e de amortecimento hidrodinâmicos por meio de experimentos de decaimento. Simulações numéricas incorporando os parâmetros estimados experimentalmente, bem como previsões empíricas de resultados da literatura, são confrontadas à registros experimentais para verificação da adequação das previsões, e para avaliação da adequação dos modelos à representação da dinâmica da oscilação. Com a metodologia de análise escolhida, avalia-se a influência de determinados parâmetros sobre as propriedades hidrodinâmicas; consideram-se variações: de proporções da seção, de posição vertical do centro de massa, de inércia própria em balanço, de forma do bojo, e quanto a presença de bolina e suas proporções. Também é considerada a influência do ângulo inicial de banda nas propriedades hidrodinâmicas, bem como a participação da energia irradiada pela onda na energia acumulada pelo sistema anterior ao início do movimento. Os elementos anteriores levam à proposição de orientações para avaliação da influência das propriedades geométricas e inerciais no comportamento do casco em balanço. / The scope of this work is the verification of hydrodynamic properties of two dimensional rolling sections. Analytical models of a single degree-of-freedom movement are adopted. The added inertia and damping are estimated by free decay tests. Numerical simulations with the obtained experimental parameters as well as empirical literature results are compared to the data tests in order to verify the adequacy of the procedures. With the chosen method of analysis, the influence of the hydrodynamic parameters are verified. The following parameters are considered: the beam draft ratio, vertical position of center of gravity, moment inertia, bilge shape and the addition or not of bilge keels. The initial angle of roll is also considered as well as the transport of the energy accumulated before the decay by the wave generated by the movement of the model. These elements lead to the proposition of orientations for the verification of the influence of geometric and inertial properties in the behave of rolling two-dimensional sections.

Orientadores: Antonio Carlos Bannwart, Edvaldo Sabadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-18T05:50:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Destefani_ThaisCristina_M.pdf: 2402197 bytes, checksum: 41c2a60d04751d025a08cd311d99302a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A redução de atrito hidrodinâmico tem importantes aplicações em engenharia de petróleo, propiciando a produção e o transporte de petróleo ou seus derivados a vazões mais altas. As dimensões continentais do território brasileiro implicam na necessidade de uma eficiente rede de distribuição de derivados de petróleo, como por exemplo, o óleo diesel. O presente trabalho visa investigar o desempenho de dois agentes redutores de atrito (ARA's) comerciais que, injetado em ínfimas proporções (da ordem de ppm) em uma tubulação de escoamento de diesel, podem causar significativa diminuição em sua tensão de cisalhamento turbulenta, reduzindo a queda de pressão por atrito durante seu escoamento no interior de um tubo. Em uma primeira fase, as amostras com e sem ARA foram testadas em um reômetro, utilizando uma cela tipo Couette, avaliando a proporção do torque aplicado no diesel puro e no diesel com ARA, a uma mesma velocidade angular. Com uma concentração de 7 ppm foi observada uma redução de atrito da ordem de 13% e 18% para cada um dos aditivos. A avaliação da redução do atrito em tubulação consiste na comparação do diferencial de pressão obtido para escoamento de diesel com e sem ARA em um trecho de tubo. Estes experimentos mostram uma redução de atrito de 48% e 58% na injeção de 50 ppm de cada um dos aditivos estudados. Apesar dos experimentos em reômetro terem maior rapidez, controle de variáveis e menor consumo de materiais, o escoamento no interior da cela Couette é diferente em relação ao escoamento em tubulações. No entanto, os testes em tubulações são mais próximos das demandas reais, sendo assim importantes para o entendimento do fenômeno / Abstract: The drag reduction has important applications in petroleum engineering, allowing production and transportation of oil and derivatives at higher flow rates. The continental dimensions of Brazil implies the necessity for an efficient distribution network for oil products, such as diesel. This study aims to investigate the performance of two commercial drag reduction agents (DRA's), injected in very small proportions (the order of ppm) in a diesel fuel pipe flow. This injection may induce significant decrease in the turbulent shear stress, reducing the pressure drop by friction during the flow inside a tube. In a first step, samples with and without DRA were tested in a rheometer using a Couette cell type. The ratio of torque applied in pure diesel and diesel with DRA were analyzed at the same angular velocity. Using 7 ppm of concentration for both DRA, it was observed drag reduction of the order of 13% and 18% for each additives. The analysis of drag reduction in pipe flow involves the ratio of pressure differential by the flow of diesel with and without DRA in a section of tube. These tests show a drag reduction of 48% and 58% with 50 ppm for each DRA studied. Despite the rheometer experiments offer greater speed, control variables and lower consumption of materials, the flow inside the Couette cell is different compared with flow pipes. However, tests on pipes are closer to real demands therefore important for understanding the drag reduction phenomenon. With these experimental data, it is expected to determine correlations between tests in pipeline and rheometer, estimating the turbulence effect in these two systems / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Edvaldo Sabadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T08:47:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ito_ThiagoHeiji_M.pdf: 9507666 bytes, checksum: 9c5cb27aa349ff6d08d87d4e89723fb2 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A formação, estabilidade e aplicações das micelas gigantes têm sido amplamente estudadas. Estes sistemas são muito interessantes devido ao seu comportamento reológico similar aos polímeros. Porém, as micelas gigantes são espécies supramoleculares mantidas por ligações não-covalentes, portanto, sob alta turbulência, podem resistir à degradação mecânica, além de promoverem redução de atrito hidrodinâmico devido ao efeito Toms. Neste estudo, a formação e estabilidade das micelas gigantes formadas pela combinação de surfatantes catiônicos e diferentes compostos aromáticos, foram estudadas sistematicamente. A redução de atrito foi observada medindo o torque aplicado à solução para manter a turbulência. A temperatura do sistema foi progressivamente aumentada, mostrando o ponto específico em que as micelas gigantes são termicamente destruídas. Baseado neste estudo foi possível estabelecer a ordem em termos de estabilidade: ácido orto-hidróxicinâmico (OHCA) ~ salicilato > tosilato > ácido orto-metóxi-cinâmico (OMCA) > fenol. Para benzoato e metóxibenzoato não foi observada a formação de micelas gigantes. Estes resultados revelam algumas interações peculiares entre a cabeça do surfatante e a molécula aromática. Em regimes semidiluídos, começa haver entrelaçamentos das macroestruturas, formando géis de Maxwell, assim, a reologia oscilatória foi usada para determinar G¿, G¿ e o tempo de relaxação em função da frequência. Apesar de G0 ser praticamente o mesmo, o tempo de relaxação parece ser sensível à composição de co-soluto, seguindo a seguinte ordem: fenol < OMCA < tosilato < OHCA ~ salicilato. Experimentos de calorimetria e espalhamento de luz também foram utilizados para corroborar com os experimentos de reologia / Abstract: The formation, stability and applications of worm-like micelles have been widely studied. These systems are very interesting because their rheological behavior is similar to the polymeric one. However, the worm-like micelles are supramolecular species maintained by non-covalent bonds, thus, upon high turbulence, they resist to mechanical degradation, besides, they promote the drag reduction due to Toms Effect. In this study, the formation and stability of worm like micelles formed by the combination of cationic surfactants and different aromatic compounds were systematically studied. The drag reduction was observed by measuring the torque applied to the solution to maintain the turbulence. The system temperature was then progressively enhanced, revealing the specific point in which the worm-like micelles are thermally destroyed. Based in such study it was possible to establish the order in terms of stability: orthohydroxycinnamic acid (OHCA) ~ salycilate > tosylate > orthomethoxycinnamic acid (OMCA) > phenol. For benzoate and methoxybenzoate, no worm-like micelles are observed. These results reveal some peculiar interactions between the head of the surfactant and the aromatic molecules. In more concentrated regime, chains of the wormlike micelles undergo entanglements, forming typical Maxwell gels. The oscillatory rheology was used to determine G¿, G¿ and the relaxation time as a function of the frequency. Although G0 is practically the same, the relaxation time is quite sensitive to the composition of the co-solute, following order: phenol < OMCA < tosylate < OHCA ~ salycilate. Calorimetric and light scattering experiments were carried out to corroborate the rheological experiments / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-09-12T17:12:09Z No. of bitstreams: 2 Tese - Ellen Flávia Moreira Gabriel - 2016.pdf: 5261570 bytes, checksum: 5ada90cb52637625bbd0a9853f342564 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-15T12:23:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Ellen Flávia Moreira Gabriel - 2016.pdf: 5261570 bytes, checksum: 5ada90cb52637625bbd0a9853f342564 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T12:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Ellen Flávia Moreira Gabriel - 2016.pdf: 5261570 bytes, checksum: 5ada90cb52637625bbd0a9853f342564 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This work describes several instrumental improvements to electrophoretic microchips (MSE) and microfluidic paper-based analytical devices (μPADs). The improvements are showed in terms of fabrication process, modification steps, control of sample volume and detection system. First off, a CO2 laser engraver was proposed to produce microchannels on a polymethyl methacrylate (PMMA) surface. All parameters were previously optimized in order to obtain a channel with the smallest dimension. Channels with 80 μm of deep and width were fabricated. MSE was coupled with amperometric detection and this work showed for the use of a decoupler produced by a mixture between PDMS and sugar the first time. The proof-of-concept testing of the final device demonstrated the analysis of a model mixture of phenolic compounds within 200 s with baseline resolution. Injection and control of the solution inside the microchannel was the another parameter improved during the development of this project. Hydrodynamic injector was developed using an electronic micropipette. The dispenser function of the micropipette can be explored to inject fractioned sample volumes inside the microchannel. The volume equaling 0.6 μL was considered ideal to completely fill the injection channel. In order to have better control of the sample volume, microdevices with different configuration were proposed. A microdevice with two auxiliary channels (split configuration) was select to realize the experimental part. When compared to electrokinetic injection, hydrodynamic showed better analytical performance including correcting the bias effect, which is the main problem related to electrokinetic injection. μPAD surface was modified by two different methodologies, using silica nanoparticles and chitosan. The modification process was used to solve the drawback related to the non-homogeneity or uniformity of color development in the detection zone. Silica nanoparticles and chitosan were incorporated on the cellulose surface to function as a new support to immobilize the selected enzyme. The modification process with both the nano and bio compounds improved the analytical performance, increased the reliability of the low cost platform and decreased the limit of detection (LD) of colorimetric system. The resulting LD for the glucose and uric acid assays were 23 and 37 μM, respectively. The enhanced analytical performance of modified the μPADs ensured for the first time the colorimetric detection of glucose in tear samples from four non-diabetic patients. The found concentration levels ranged from 130 to 380 μM. / O trabalho descrito nesta tese mostra uma variedade de melhorias instrumentais desenvolvida tanto para os microssistemas eletroforéticos (MSE) como para os dispositivos analíticos a base de papel (μPADs). As melhorias são discutidas em termos de processo de fabricação dos microdispositivos, modificação de superfície e manipulação da solução no interior dos microcanais. Inicialmente o uso de uma gravadora a laser foi proposta para a fabricação dos microcanais em substrato de poli(metilmetacrilato) (PMMA). Todos os parâmetros do laser foram otimizados afim de fabricar canais nas menores dimensões possíveis. Canais com aproximadamente 80 μm de largura e profundidade foram obtidas. Os MSE fabricados com laser foram acoplados ao sistema de detecção amperométrica em que foi proposto pela primeira vez o uso de um desacoplador alternativo fabricado a partir da mistura entre o poli(dimetisiloxano) (PDMS) e açúcar. A prova de conceito do dispositivo fabricado com a gravadora a laser associada a detecção amperométrica foi demostrada na separação de uma mistura de compostos fenólicos em menos de 200 s e com ótima resolução de linha de base. A etapa de injeção e manipulação de solução no interior dos microcanais foi outra melhoria instrumental proposta no desenvolvimento deste trabalho. Desenvolveu-se um injetor hidrodinâmico alternativo a partir do uso de uma micropipeta eletrônica comercial. A micropipeta possui uma função dispenser que pode ser explorado para injetar volumes fracionados no interior dos microcanais. O volume de 0,6 μL foi denominado como o ideal para realizar a etapa de injeção. No intuito de se ter um melhor controle do volume de amostra, um arranjo de microcanais foi proposto. Os dispositivos fabricados na configuração contendo dois canais auxiliares foram determinados como os ideais. Quando comparada a injeção eletrocinética, o injetor hidrodinâmico apresentou um ótimo desempenho analítico corrigindo principalmente o efeito bias, um dos principais problemas relacionados ao processo de injeção eletrocinética. Em relação aos μPADs, foram propostas duas diferentes estratégias de modificação de superfície afim de corrigir problemas correlacionados à falta de homogeneidade e uniformidade de cor gerada na zona de detecção. Nanopartículas de sílica e quitosana foram diretamente incorporadas na superfície da celulose servido como um novo suporte para imobilização enzimática. A modificação com o nano e biocomposto melhorou significativamente o desempenho analítico dos μPADs corrigindo o efeito de lavagem, aumentando a confiabilidade analítica e reduzindo os limites de detecção do sistema colorimétrico. Os limites de detecção (LD) encontrado para os ensaios de glicose e ácido úrico foram de 23 e 37 μM, respectivamente. Devido as melhoras analíticas encontrada foi possível pela primeira vez demonstrar o uso dos dispositivos a base de papel para na detecção de glicose em amostra de lágrimas. Foram medidos os níveis de glicose na lágrima de quatro pacientes não diabéticos. Os níveis de glicose encontrado variou entre 130 a 380 μM.

Orientador: Edvaldo Sabadini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:56:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Strauss_DarleneLuziaFelix_M.pdf: 3817957 bytes, checksum: 2557a153a7468c4a1f482e242b50bfea (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: É conhecido que surfactantes agregam-se através de interações hidrofóbicas, formando espontaneamente estruturas supramoleculares em solução aquosa. A formação destas macroestruturas pode alterar significativamente a viscoelasticidade da solução. Essas estruturas diferem dos polímeros por serem sistemas que estão num processo constante de quebra e recombinação numa escala finita de tempo que é dependente das propriedades físico-químicas dos sistemas. Foram estudados os efeitos do cisalhamento intenso de soluções aquosas de micelas gigantes formadas pela combinação de CTAB com salicilato de sódio em diferentes concentrações do co-soluto (NaSal). Os experimentos foram realizados em um reômetro, sendo que a estabilidade térmica das micelas gigantes foi avaliada usando a propriedade deste sistema supramolecular em produzir significativas reduções de atrito hidrodinâmico. Três temperaturas características foram observadas, T0, T1 e T2, que são atribuídas respectivamente à fusão de cadeias, ruptura dos pontos de fusão e quebra das micelas em menores fragmentos. A concentração de co-soluto afeta diretamente a estabilidade térmica das soluções, quanto maior a razão co-soluto/surfactante maior a temperatura de quebra das micelas (T2). Outro fator importante é a taxa de cisalhamento, pois até certo limite, quanto maior a taxa de cisalhamento maior a T2. Foi estudado também o comportamento de estruturas induzidas por cisalhamento (SIS), que é uma propriedade característica desses sistemas, utilizando o reômetro, em que se aplicou um cisalhamento intenso e depois se monitorou o comportamento de relaxação das estruturas formadas durante o cisalhamento. Para entender melhor este comportamento foi realizado um estudo cinético em função da temperatura para verificar a cinética de relaxação das mesmas às estruturas iniciais. A temperatura tem grande influência sobre a manutenção das estruturas induzidas por cisalhamento, pois quanto maior a temperatura aplicada ao sistema mais rápida e a volta à estrutura inicial. Assim, o Modelo de Arrhenius foi aplicado para determinar a energia de ativação de uma das etapas / Abstract: It is known that surfactants spontaneously self-assemble through hydrophobic interactions in aqueous solutions generating supramolecular structures. The formation of these macrostructures can modify significantly the solution viscoelasticity. These structures differ from polymers because these systems are in a constant break and recombination process in a limited time scale dependent of its physical-chemistry properties. The effects of intense shear on aqueous solution of wormlike micelles formed by CTAB and sodium salicylate combination in different co-solute (NaSal) concentrations were studied. The experiments were performed in a rheometer, where the thermal stability of worm-like micelles was evaluated applying drag reduction studies that is a particular property of this supramolecular system. Three characteristic temperatures are observed, T0, T1 e T2, that correspond respectively to the chains fusion, break of fusion points and micelles break into minor fragments. The co-solute concentration directly affects the solutions thermal stability, as higher the co-solute/surfactant ratio as higher the micelles break temperature (T2). Other important factor is the shear rate, until certain limit, the higher the shear rates the higher T2. The behavior of shear induced structures (SIS), that is a characteristic property of these systems, was also studied using the rheometer where an intense shear was applied and then the relaxation behavior of the formed structures was monitored under shear. For better understanding of this behavior, a kinetic study as a function of the temperature was accomplished to verify the relaxation kinetics of the SIS to the initial structures. The temperature has a critical influence under the maintenance of shear induced structures, because the higher the temperature applied at the system the faster the return to the initial structures. Thus, Arrhenius model was applied to determine the activation energy from one of the steps / Mestrado / Físico-Química / Mestra em Química

Orientadores: Edvaldo Sabadini, Marcelo G. de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:22:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alkschbirs_MelissaInger_D.pdf: 20703558 bytes, checksum: 093e76dc07818947b87478f9a799ad47 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O efeito da redução de atrito hidrodinâmico em soluções poliméricas nas estruturas produzidas pelo impacto de gotas foi determinado por meio da análise de imagens obtidas utilizando uma câmera CCD e um programa de tratamento de imagens. O impacto de uma gota contra uma superficie líquida causa o fenômeno conhecido como splash, onde duas principais estruturas são formadas: a coroa e o jato Rayleigh. A altura máxima atingida pelo jato Rayleigh foi utilizada como parâmetro para determinar a redução de atrito hidrodinâmico, proporcionada pela presença de pequenas quantidades (ppm) de polímeros de elevada massa molar presentes em solução. A capacidade redutora de atrito hidrodinâmico do poli( óxido de etileno ), PEO, o mais eficiente agente redutor de atrito, foi estudada em função da qualidade do solvente, da temperatura, da concentração, da massa molar e da flexibilidade intrínsica da cadeia polimérica. As modificações decorrentes de alguns destes fatores sobre o raio de giração do polímero e, conseqüentemente sobre o tempo de relaxação e a viscosidade elongacional, são responsáveis pelas modificações morfológicas observadas no jato Rayleigh. Estudos temporais da evolução do splash também foram desenvolvidos, onde se procurou correlacionar a taxa de deformação do líquido com o tempo de relaxação da cadeia polimérica. O presente trabalho mostra, de forma inédita, que é possível utilizar o splash nos estudos sobre a redução de atrito hidrodinâmico / Abstract: The presence of very small amounts (ppm) of high-molecular weight polymers in a solution produces high levels of drag reduction in a turbulent flow. This phenomenon, termed as the Toms Effect, was studied using images of the impact of a small drop against shallows liquid surfaces, both liquids containing a drag reducer agent. After the impact a crown and a cavity are created and the collapse of these structures impels a liquid column, named as Rayleigh jet. This phenomenon is termed splash. The amplitude reached by the Rayleigh jet was used to estimate the energy of the drop stored in the liquid; therefore, the maximum height of the jet allow us to determine the percentage of drag reduction. The results were discussed in terms of different parameters such as polymer concentration, molecular weight in the poly(ethylene oxide), PEO, the most efficient drag reducer agent in aqueous system. The splash in aqueous polymeric solution is dominated by the elongational viscosity and therefore, the polymer relaxation time has an important role in the process. We consider that the main contribution of this work to the drag reduction field is the new approach proposed to investigate this old hydrodynamic phenomenon / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Quimica

A hidrocefalia é uma doença ocasionada pelo distúrbio na formação, circulação ou absorção do líquido cefalorraquidiano (líquor) que acarreta na elevação da pressão intracraniana. O tratamento mais usual para a disfunção é a derivação ventrículo-peritoneal (DVP) responsável pela drenagem do líquor do ventrículo até o abdômen do paciente, através do implante de um cateter ventricular, uma válvula neurológica e um cateter peritoneal. Desse modo, o presente estudo apresenta o conceito de uma nova válvula neurológica com um mecanismo inovador para alteração da pressão de funcionamento, com um menor custo produtivo e de possível aceitação pelo Sistema Único de Saúde (SUS). A norma ISO 7197 forneceu as diretrizes atendidas no desenvolvimento da válvula neurológica ajustável e as informações para a construção das bancadas de testes, utilizadas para a realização dos ensaios hidrodinâmicos no protótipo do dispositivo valvular. Foram pesquisados os biomateriais empregados na fabricação de válvulas neurológicas comerciais, para a proposição dos materiais necessários para a construção da válvula ajustável por acionamento mecânico proposta. O aparato utilizado nos testes hidrodinâmicos apresentou incertezas experimentais, que não comprometem os resultados e a avaliação do desempenho in vitro do dispositivo testado. O protótipo da válvula resistiu aos testes de vazamento e de refluxo de fluido. As pressões de abertura e de fechamento apresentaram-se adequadas para o início e a interrupção do escoamento na DVP. Também foi obtido o comportamento do diferencial de pressão, em função da vazão, para as quatro classes de funcionamento disponíveis no protótipo testado. A avaliação hidrodinâmica do protótipo da válvula ajustável por acionamento mecânico apresenta resultados satisfatórios no controle da drenagem de líquor, frente a todos os ensaios hidrodinâmicos realizados. / Hydrocephalus is a disease caused by disturbance in formation, circulation or absorption of cerebrospinal fluid (CSF) which causes high intracranial pressure. The most common treatment for the dysfunction is the ventricle-peritoneal shunt responsible for drainage of cerebrospinal fluid from the patient\'s ventricle to the abdomen, through the implant of a ventricular catheter, a neurological valve and a peritoneal catheter. Thus, the present study introduces the concept of a new valve with an innovative mechanism to change the working pressure, with a lower cost of production and possible acceptance by the Brazilian Health System. ISO 7197 provided the guidelines met in the development of adjustable neurological valve and the information for the construction of testing rigs, used for hydrodynamic testing on the valve device prototype. Biomaterials used in manufacturing commercial neurological valves have been researched for proposition of materials needed for the proposed adjustable neurological valve by mechanical drive. The apparatus used in hydrodynamic tests presented experimental uncertainties, which do not compromise the results and evaluation of in vitro performance of the device tested. The prototype of the valve withstood the leak and the fluid backflow testing. The opening and closing pressures were suitable for the beginning and the interruption of the flow in the ventricle-peritoneal shunt. It was also obtained the behavior of the pressure differential, due to the flow, for the four classes of operation available in the prototype tested. Hydrodynamic evaluation of the prototype of the adjustable valve by mechanical drive shows satisfactory results in the control of CSF drain, dealing with all hydrodynamic tests carried out.