Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:00:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamada_TomasShinobu_M.pdf: 5837470 bytes, checksum: 53e4db59f06bd22a23afc5eb13041985 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta dissertação apresenta a fluidodinâmica e a cinética de Hidroconversão de Resíduo de Vácuo do Petróleo Marlin realizado no software científico CFX 5.5.1 (Fluidodinâmica Computacional) da AEA Technology plc. O presente trabalho é uma simulação computacional, com geometria do reator Parr série 4581 de um sistema multifásico com dois fluidos (hidrocarboneto e hidrogênio) e domínios (tanque e agitador), e cinética de hidroconversão de resíduo referente aos experimentos laboratoriais realizados na Unidade de Negócio da Industrialização do Xisto - Petrobrás, localizado em São Mateus do Sul - Paraná. A modelagem da fluidodinâmica está baseada nas equações fundamentais de balanço de massa e quantidade de movimento num sistema isotérmico. Os fenômenos de turbulência estão considerados através do modelo k-e para o hidrocarboneto e "disperse phase zero equation" para o hidrogênio. As reações químicas são modeladas por meio de uma malha reacional baseada no conceito de pseudocomponentes, com suas cargas e produtos separados por cortes comerciais, ou seja, resíduo de vácuo, gasóleo, diesel, nafta + gás. A cinética é um modelo esquematizado em seis reações paralelas, sendo três térmicas e três catalíticas, com os coeficientes das taxas de reação determinadas por busca direta nos ensaios de referência. Os domínios são compostos por hidrocarboneto como fluido geral (mistura pseudocomponentes + catalisador = "slurry phase") e o hidrogênio como gás ideal, não considerando as partículas de catalisador como fase sólida / Abstract: This essay presents the fluid dynamics and the kinetics of vacuum residue hydroconversion of the Marlin petroleum accomplished in the scientific software named as CFX 5.5.1 (Computational Fluid Dynamics) of AEA Technology plc. The current work is a computational simulation, with the geometry of the reactor Parr series 4581 of a multiphase system with two fluids (hydrocarbon and hydrogen) and domains (tank and impeller), and the kinetics of residue catalytic hydrocracking, referred to on lab experiments performed in the Unidade de Negócio da Industrialização do Xisto Petrobrás, located in São Mateus do Sul, Paraná. The fluid dynamics modelling is based on the fundamental equations of mass balance and momentun quantity in an isothermal system. The turbulence phenomena are considered through the k-e model for the hydrocarbon and disperse phase zero equation for the hydrogen. The chemical reactions are modelled by the means of a reactional net based on pseudo components concept, with their loads and products separated according to the commercial cuts, that is, vacuum residue, gasoil, diesel oil, naphta + gas. The kinetics is a schematized model with six parallel reactions, three thermal and three catalytic, with the coeficients of the reaction rates determined by the lab reference data. The domains are composed of hydrocarbon as general fluid (a mixture of pseudo components + catalyst = slurry phase) and the hydrogen as an ideal gas, not considering the particles of the catalyst as a solid phase / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientadores : Marco Aurelio Cremasco, Henry França Meier / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ropelato_Karolline_M.pdf: 3593278 bytes, checksum: 1a6dd755239ec9a10ccf68cc2acb4232 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O tema central desta investigação consiste no desenvolvimento de um modelo matemático multifásico (gás-sólido) tridimensional e transiente, como uma aproximação da dinâmica do escoamento em reatores downer de FCC, ampliando horizontes, com a corroboração ou validação do modelo com dados experimentais da literatura, nos estudos de incremento de performance do processo de FCC. Foram testadas quatro configurações geométricas para a validação do modelo proposto: downer com entrada axial anular; downer com entrada radial cruzada; downer com entrada radial tangencial e o downer com entrada transversal. As principais conclusões obtidas a partir de um estudo de verificação, observando a influência do número de elementos da malha numérica para uma geometria 3-D e um modelo matemático multifásico, transiente e turbulento, bem como do esquema de interpolação, determinando o número adequado de elementos para a resolução das equações diferenciais parciais. Além do estudo de validação, avaliando a influência das condições de alimentação na distribuição de partículas, determinando a melhor configuração geométrica entre as estudadas, para um perfil de distribuição uniforme de partículas no leito do reator, validando o modelo matemático multifásico (gás-sólido) tridimensional e transiente, para a predição da dinâmica do escoamento em reatores downer de FCC, com a corroboração a partir de dados experimentais disponíveis na literatura. Convencionalmente a tecnologia de FCC usa reatores de leito móvel ascendente conhecidos por reator riser. Os chineses, fortemente na década de 90, resolveram analisar o processo de "ponta cabeça", ou seja, em vez de fluxos ascendentes de partículas e gás, estudaram esse mesmo contato considerando-o descendente, o downer. Como resultado, verificaram o aumento da produção de gasolina e diminuição de produtos secundários. Eis o exemplo clássico da modificação conceitual sobre o já existente / Abstract: The present work provides an unsteady, three-dimensional, two-phase, inviscid model of the solid phase, as an approach of the flow dynamics inside downer reactors of FCC processes, and the validation of the proposed model against experimental data available on the literature. Four geometrical configurations were evaluated to validate the proposed model: downer with an annular axial inlet, downer with two cross radial inlets, downer with one tangential inlet and a downer with four transversal inlets. The main conc1usions about the grid size analysis for the unsteady, three-dimensional and multi-phase flow shows the correct grid independence results to solve partial differential equations system. Studies involving the advection scheme were also performed. By comparison between the numerical predictions on this work and experimental data from literature it is possible to conc1ude that the results present good agreement against each other. In fact, the inviscid model of the solid phase, despite of its simplicity modeling, with 3D transient features, could reproduce quite well the main phenomenological characteristics of the turbulent gas-solid flow. In the 90's decades, Chinese's started to study the FCC process gravity concurrent1y, studying down flow (downer reactors) instead of upflow behaviors (riser reactors). The experimental studies show fuel increases production and decreases of secondary products formation. This a c1assical example of a change on conceptual between the downer and riser approaches in industrial facilities / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Lucia Faria Moro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação / Made available in DSpace on 2018-07-24T12:59:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FranciscoHermesSantosda_D.pdf: 20782537 bytes, checksum: 535a6b9e64005a3fb9588311894a2017 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: O objetivo do trabalho foi o de comparar o efeito de duas técnicas de interação social por conflito sociocognitivo provocado na construção de noções de conservação, interessantes à elaboração de conceitos métricos. A hipótese diz que sujeitos submetidos a interações múltiplas-1M (pares diferentes a cada intervenção) apresentam níveis de elaboração das noções superiores aos dos sujeitos submetidos a interações constantes-IC (mesmo par nas intervenções). O experimento tem quatro momentos diferentes (pré-teste, intervenções, pós-teste imediato e pós-teste retardado). Participaram 109 crianças com 5;5 a 7;3 anos na conservação de quantidade contínua e 60, com 6;0 a 7;0 anos, na conservação de comprimentos iguais (alunos de pré-escolas públicas de Campinas (SP». Os dados analisados não confirmam a hipótese testada: tanto os sujeitos que participaram da 1M como os que participaram da IC são capazes de apresentar mudanças cognitivas quando submetidos ao conflito sociocognitivo, permitindo a interpretação de que este foi o responsável pelas mudanças observadas na construção das noções. Há diferenças de resultados em favor de um ou outro tipo de interação, conforme as noções, mas que são interpretadas como resultantes da metodologia aplicada em cada noção. Sugere-se a aplicação didática das técnicas segundo a necessidade de o professor atender a determinadas características individuais dos alunos / Abstract: The objective of this study was the comparison of the effect of two social interaction techniques for sociocognitive conflict provoked in the construction of the notions of conservation of interest in the elaboration of metric concepts. It was hypothesized that subjects submitted to multiple interactions - MI (different pairs in each intervention) would present superior levels of elaboration of notions then the subjects submitted to constant interactions - CI ( the same pairs in the interventions). The experiment had four different moments (pre-test, interventions, immediate post-test, and delayed post-test). One hundred and nine (109) children between 5;5 and 7;3 years old participated in the conservation of continued quantity and sixty (60) children between 6;0 and 7;0 years old, in the conservation of equal lengths (public pre-school students from Campinas - SP.). The data analysed did not confirm the tested hypothesis. Subjects of the MI condition as well as subjects of the CI condition were equally capable of presenting cognitive changes when submitted to sociocognitive conflict, permitting the interpretation that this was responsible for the changes observed in the construction of the notions. There are differences in the results in favor of one or other type of interaction, conforming to the notions, but these are interpreted as results of the methodology applied in each notion. It is suggested that the didatic application of the technique follow the necessity of the teacher to attend to determined individual characteristics of the students / Doutorado / Doutor em Educação

Orientador: Jose Luiz Antunes de Oliveira e Sousa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T11:46:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_PauloDore_D.pdf: 9884084 bytes, checksum: 4a62853de86ca00ea50cc787686f1101 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho é proposto um modelo matemático semi analítico, para simulação de propagação de fraturas induzidas hidraulicamente em rochas portadoras de hidrocarbonetos. o modelo leva em conta a variação das três dimensões da fratura (abertura, altura e comprimento) durante o processo de propagação. A exemplo de outros modelos pseudo tridimensionais existentes na literatura, algumas hipóteses básicas são admitidas pelo modelo, tais como o fluxo unidimensional no interior da fratura, contraste simétrico de tensões confinantes e ausência de contraste de propriedades mecânicas entre a zona de interesse e as zonas adjacentes. As relações fundamentais utilizadas pelo modelo são a equação de England e Green, para determinação da abertura da fratura, equação de fluxo entre placas paralelas, para determinar a distribuição de pressão no interior da fratura, equação de Rice, que fornece uma relação entre a altura da fratura e a pressão de propagação e, por fim, equação da continuidade, que determina a perda de fluido devida à filtração pelas faces da fratura. O critério de propagação da fratura baseia-se no conceito de fator crítico de intensidade de tensões. Algumas simulações numéricas foram feitas, comparando os resultados do modelo desenvolvido com simuladores apresentados na literatura e utilizados na indústria, obtendo uma boa concordância. São apresentados alguns resultados de simulações em laboratório. É desenvolvida uma metodologia de análise de fechamento da fratura, com base no declínio de pressão, que permite uma avaliação da fratura resultante de uma operação de fraturamento e sua comparação com os objetivos previstos no projeto, constituindo-se numa importante ferramenta para engenheiros de campo / Abstract: This investigation describes a semi-analytical model which simulates fracture propagation in petroleum reservoir rocks. The model permits evaluating the three fracture dimensions parameters (width, height and length) during propagation. Like other pseudo 3D models, some assumptions are used to solve the fracture three-dimensional propagation problem, such as one-dimensional fluid flow in the crack, symmetrical confining stress contrasts and no contrasts in Young' s moduli and Poisson' s ratio. The governing equations of the model are: England & Green equation, which is used to determine the width-opening pressure relationship; fluid flow equation , to describe the pressure distribution in the crack; Rice's equation, to describe a relationship between crack height and propagation pressure and the mass continuity equation, which describes the leak-off-flow at the crack surface. The fracture propagation criteria is based on the concept of critical stress intensity factor (or fracture toughness). Numerical simulations were made and compared with existing simulators results and good agreements were found. Some laboratory results are shown. A fracture closure analysis based on the pressure decline is described; it is an important tool to verify the success of a hydraulic fracturing simulator / Doutorado / Doutor em Engenharia de Petróleo

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T17:57:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Westphalen_DenisLibert_D.pdf: 6455010 bytes, checksum: 3a22cef0bd90c6692642e8a213d7c608 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Sistemas de evaporação são equipamentos de separação com larga aplicação na indústria química e de processamento químico. As inúmeras possibilidades de tipos de arranjos dos efeitos (frontal, reverso ou misto) e da inclusão de acessórios (compressores mecânicos, termocompressores, trocadores de calor, tambores de expansão e correntes de extração tornam a sua modelagem e simulação uma atividade complexa. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo matemático para a simulação estática e dinâmica de sistemas de evaporação. Este modelo foi implementado na forma de uma programa de computador baseado na programação orientada por objetos e no uso de listas de conexões. A influência de variáveis como número e arranjos dos efeitos, temperatura da alimentação, aproveitamento de condensado e recompressão de vapor no projeto de um sistema de evaporação foi ilustrada no estudo de caso da concentração de soluções de açúcar. A flexibilidade do programa desenvolvido foi exemplificada na simulação estática de um evaporador de suco de laranja, revelando resultados próximos a valores publicados na literatura. A análise de resultados da simulação dinâmica de um equipamento de concentração de suco de maçã mostraram que o modelo dinâmico desenvolvido é capaz de reproduzir dados reais de operação. O estudo de um sistema de concentração de malto-dextrina revelou que um evaporador pode apresentar um comportamento dinâmico complexo com resposta do tipo inversa... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Evaporation systems are separation processes widely used at chemical and chemical processing industries. The large number of possibilities for effects configuration (frontal, reverse or mixed) and of inclusion of accessories (mechanical conpressors, thermocompressors, heat exchangers, flash coolers and bleed streams) turn its modeling and simulation into a hard task. In this work, it was developed a mathematical model for static and dynamic simulation of evaporation systems. This model was implemented in a computer program based on object-oriented-programming and on the use of linked lists. The influence of variables as effect number and configuration, feed temperature, use of condensate and vapor recompression in a evaporation system were illustrated in a case study of sugar solutions concentration. The flexibility of the software was exemplified at the steady state simulation of an orange juice evaporator, showing results near to published values. The analysis of the dynamic simulation results of an apple juice concentrator showed that the dynamic model developed in this work is able to reproduce real operational data. The study of the malt-dextrin concentration showed that an evaporator can exhibit a complex dynamical behavior with inverse response. Unit operations optimization can not be performed isolated. All pieces of equipment have to be optimized in the context of the overall process... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-24T18:09:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dechechi_EduardoCesar_D.pdf: 5588560 bytes, checksum: d37cf69fc8b7e06405e627faf200985a (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O assunto principal deste trabalho é o desenvolvimento e a aplicação da técnica de controle avançado preditivo DMC (Dynamic Matrix Control) desde o controlador monovariável, DMC-SISO, ao controlador multivariável DMC-MIMO, e também do controlador multivariável adaptativo, DMC-MIMO adaptativo, denominado neste trabalho de D-AMPC. O controle multivariável desenvolvido neste trabalho foi testado, via simulação por computador, em um processo complexo encontrado em aplicações industriais de Engenharia Química, processo fermentativo industrial para produção de Etanol, operado sob condições severas de operação. O controle multivariável preditivo adaptativo, D-AMPC, foi testado no reator de hidrogenação de Fenol para Cic1ohexanol (RHODIA - Paulínia SP). Este teste foi feito em um breve intervalo de tempo, sendo o processo controlado em tempo real e sob condições normais de operação. O processo fermentativo considerado neste trabalho é um processo de dinâmica lenta e que apresenta fortes não linearidades, características de sistemas distribuídos, as quais juntamente com a presença de atraso nos instrumentos de medida da variável controlada (concentração de açúcares) dificultam, em muito, o projeto do controlador. O reator de hidrogenação de Fenol para Ciclohexanol, da Usina Química de Paulínia (RHODIA) é um reator trifásico, com a presença do catalisador sólido na mistura. Possui fenômenos complexos de transferência de calor e dinâmica rápida quando comparado com o processo fermentativo industrial. Além do mais é um processo distribuído que apresenta, entre outras dificuldades, a desativação do catalisador ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The main subject of this work is the application and development of the advanced predictive control strategy, DMC 'Dynamic Matrix Control', from the monovariable approach (DMC-SISO) to the multivariable (DMC-MIMO) as well as the multivariable with adaptive capabilities, described in this work as D-AMPC. The multivariable controller developed in this work was tested by computer simulation in a complex industrial process application, to know, the industrial fermentation process to produce Ethanol under hard operational conditions. The multivariable predictive/adaptive controller was tested in the Phenol hydrogenation reactor to produce Cyclohexanol (RHODIA - Paulínia - SP - Brazil). This test could be made in a short time interval and the process was controlled in Real time under typical operational conditions. The fermentation process considered in this work is a process with low dynamic response, high non-linearities with typical characteristic of distributed systems. This behaviour and the large time delay in the measurement of the controlled variable (total sugar reductor) contribute to make the design of the controller very difficult. The Phenol hydrogenation reactor to obtain Cyclohexanol, a RHODIA unit in Paulínia SP (Brazil), is a three phase reactor with solid catalyst in the reaction mixture. This process has complex heat transfer mechanisms and fast dynamic behaviour when compared with the industrial fermentation process considered in this work ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orienatadores: Claudio Bianor Sverzut, Luiz Antonio Daniel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ManfredoLuizLinse_D.pdf: 13609677 bytes, checksum: 43fc8f0e45a4dccd6fc688ff8f134a9c (MD5) Previous issue date: 1999 / Doutorado

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T04:08:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batistella_CesarBenedito_D.pdf: 6323890 bytes, checksum: 716c5cc4901969e10395278bbd1f3e17 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A industrialização de compostos de química fina requer muito esforço em sua manufatura, especialmente no estágio de purificação, devido às especificações rigorosas desta classe de produtos. A destilação convencional, entretanto, em muitos casos, não pode ser utilizada, devido à instabilidade térmica dos compostos envolvidos. Existem, por exemplo, produtos sensíveis ao calor, tais como, vitaminas A, E, K, muitos intermediários farmacêuticos, como a ranitidina, diversos cosméticos, óleos de origem vegetal, como o destilado da desodorização do óleo de soja (DDOS), óleos essenciais de plantas com fins terapêuticos, etc. Surge, então, a destilação molecular, processo que utiliza alto vácuo e temperaturas reduzidas. Geralmente, os equipamentos de destilação molecular têm caráter multipropósito. Desta forma, tomam-se importantes a modelagem e a simulação rigorosa de tais destiladores, para estabelecer as condições de operação de um equipamento real, e otimizar variáveis importantes, normalmente, o rendimento e a pureza do produto final. O objetivo deste trabalho, então, é o desenvolvimento da técnica de destilação molecular para compostos relacionados à química fina, como a obtenção de f3-carotenos (Próvitamina A). Para tanto, os seguintes tópicos foram estudados: desenvolvimento da modelagem e simulação de destiladores operando em cascata e em refluxo; desenvolvimento de uma metodologia para scale-up de destiladores moleculares; montagem experimental do processo de destilação molecular: destilador centrífugo e de filine descendente; desenvolvimento de uma metodologia de trabalho experimental com os destiladores moleculares; separação de carotenos do óleo de palma; purificação do álcoois de lanolina comercial. Pode ser verificado, por fim, que esta tecnologia é poderosa na obtenção de produtos de alto valor agregado, conforme foi observado neste trabalho exemplificado na obtenção de carotenos e álcoois de lanolina / Abstract: The industrialization of fine chemical compounds requires a 10t of efforts in their manufacture, especial1y in the purification stage because of the rigorous especifications of these chemical products. The conventional distillation, however, in many cases, can not be utilized, because of the thennal instability of the invo1ved compounds. Since, they are heat sensitive products such as vitamines A, E, K, and many others pharmaceutical intennediaries, as for examp1e ranitidine, several cosmetics, vegetal oi1s, etc. Mo1ecular distillation, so, appears as an important separation process that utilizes high vacuum and 10w temperatures. General1y, the mo1ecular distillation apparatuses have multipurpose functions. Also for this, it becomes important the rigorous modeling and simulation of such distillators, to estabilish operating conditions, improve yie1d and purity of the final product, and to establish flexibility index. The objective of this work, than, is the deve1opment of the mo1ecular distillation tecnique for compounds re1ated to fine chemicals, as the obtention of carotenoids from palm oil and production of 1anolin alcoho1s. Therefore, the following itens were studied: deve1opment of mode1ing and simulation of mo1ecular distillators operating in cascade and in reflux; deve1opment of a metodo1ogy for scaling-up of mo1ecular distillators; validation of the modeling with the system DBF /DBS; experimental work with the mo1ecular distillation process; instalation of the centrifugal and falling film distillators; deve1opment of an experimental work methodo1ogy using both distillators; recovery of carotenoids from palm oil and purification of 1anolin alcoho1s from woo1 greases. It can be verified, finally, this techno1ogy is powerful for obtaining and for concentrating high added value products / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Jose Wilson Magalhães Bassani, Paulo Alberto Paes Gomes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T07:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_KatherineAlmeida_M.pdf: 4342802 bytes, checksum: 5124b372e280a04a4b3a81d7a29c0473 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A estimulação de células cardíacas por meio da aplicação de um campo elétrico E é relevante devido a sua importância na desfibrilação e em estudos fisiológicos. Neste trabalho, foi construído um sistema para geração de E uniforme (12 sentidos, de 0grau a 360°) numa câmara de estimulação de miócitos cardíacos isolados de ratos. Em cada direção de estimulação, determinou-se EL (menor E capaz de produzir uma contração). Baseado num modelo eletromagnético (KIee M. e Plonsey R., IEEE Trans Biomed Eng; BME-23: 347-354, 1976), calculou-se a despolarização local máxima da membrana, VL,quando ele foi alcançado. Observou-se uma influência significativa de 9 (ângulo entre E e o eixo maior da célula) sobre EL e VL, sendo estes mínimos para 9=0° (limiar longitudinal, ELI/=2,28::t 0,07 V/cm; VL//=13,97::t 0,37 mV; N=35) e máximos para 9=90° (limiar transversal, ELJ..=5,06::t 0,26 V/cm; VLJ..=16,75 ::t 0,83 mV; N=17). Não houve influência significativa da polaridade sobre ELou VL.Para uma ampla faixa de duração do pulso (2 a 20ms), ELJ..foi maior que EL//(ELJ..==2 EL//;P<O,OOI;N=5). Para a duração de 5ms, os limiares obtidos com pulsos bipolares (ELJ..=5,55::t 0,31 V/cm e ELI/=2,73::t 0,25 V/cm) foram menores (P<O,OOI;N=6) que os obtidos com pulsos monopolares (EL1.=7,36 ::t0,38 V/cm e EL//=3,62::t 0,28 V/cm). Para uma ampla variação de 9 e para diferentes duração e forma do pulso, houve uma boa concordância entre teoria e experimentação indicando que o modelo pode contribuir para o entendimento do comportamento de miócitos isolados submetidos a E. Se, no tecido cardíaco, as propriedades testadas nas células isoladas forem mantidas, dois pulsos bipolares aplicados ortogonalmente podem aumentar a eficácia da desfibrilação / Abstract: Studying electrical field E stimulation of cardiac cells is relevant because of its application to defibrillation as well as in physiology. We developed an stimulation setup aiming at studying E stimulation (12 directions, from 0° to 360°) of isolated rat cardiac myocytes. For each direction, EL, the lowest E to trigger a cell contraction, was detennined. The maximum local membrane depolarization (VL)at ELwas ca1culated based on an electromagnetic model (KIee M. and Plonsey R., IEEE Trans Biomed Eng; BME-23: 347-354, 1976). ELand VLwere significant1ydependent on the angle (9) between E and the cell major axis. EL and VL were the greatest at 9=90°, (transversal threshold, EL~5,06::t 0,26 V/cm; VLJ..=16,75::t 0,83 mV; N=17) and the lowest at 9=0° (longitudinal threshold, E~/=2,28 ::t0,07 V/cm; VL//=13,97::t0,37 mV; N=35). Stimulus polari~ did not affect EL or VL.No matter the stimulus duration (from 2 to 20ms), ELJ..was greater than EL/ (ELJ..about twice EL/;P<O,OOI;N=5). At 5ms duration, biphasic stimulation yielded lower (P<O,OOI)threshold values (ELJ..=5,55 ::t 0,31 V/cm and EL//= 2,73 ::t 0,25 V/cm; N=6) as compared to monophasic pulses (EL1.=7,36::t0,38 V/cm and EL//=3,62 ::t0,28 V/cm; N=6). For a wide range of 9 and for different stimulus duration/waveform, we found a good agreement between the theory and the experimental data which suggests that the model may be helpful in understanding field stimulation in heart. We speculate that if our results can be extrapolated (at least in part) to the whole heart, the use of orthogonal field stimulation may improve cardiac defibrillation efficacy / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T09:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_PedroLeitede_D.pdf: 5012531 bytes, checksum: e76624d6d8e3a9f61e563a373c8fc641 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre a modelagem matemática de um reator de lama catalítico trifásico, em regime estacionário, a partir de duas abordagens, a saber considerando sua descrição por meio de equações fenominológicas (modelos matemáticos deterministicos) e ultilizando-se de técinicas de redes neurais para sua representação. É apresentado uma revisão dos trabalhos mais relevantes da literatura sobre a modelagem de processos químicos. Em seguida, faz-se a formulação de um modelo matemático determinístico para a representação de um reator tubular em modo contínuo de operação e em regime estacionário, no qual ocorre uma reação trifásica. Um estudo da aplicabilidade de técnicas de redes neurais à analise destes sistemas, considerando-se duas abordagens é também proporcionada. A partir de simulações computacionais (utilizando programas implementados na linguagem FORTRAN), e tomando-se uma reação de hidrogenação como estudo de caso, são mostrados e analisados, de forma comparativa, os principais resultados obtidos, destacando-se a influência dos principais parâmetros e fenômenos no desempenho do reator trifásico, e evidenciando a aplicabilidade das técnicas de redes neurais na sua modelagem / Abstract: In this work, a study on the mathematical modeling of a three-phase catalytic surry reactor is developed, using two approach. In the first, the reactor is described by their phenomenological equations expressing the mass and energy balances for the system. In the second, artificial neural network techniques is considered in representing the three-phase reactor behavior. Initially, a revision of existing literature on three-phase reactor mathematical modeling and on artificial neural networks application in the chemical process analysis is presented. After, the deterministic mathematical model formulation for a three-phase catalytic slurry reactor, with a tubular configuration and operating in steady-state is developed. In the mathematical model the mass and energy balance equation for the catalytic particle are considered. The mathematical model developed is simulated and the main results are presented and discussed, highlighting the effect of the principal parameter of the process in its performace, and using data obtained by the mathematical model simulation, the applicability of artificial neural networks techniques is shown / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química