Os ensaios de palheta são frequentemente utilizados na estimativa da resistência não-drenada de depósitos de argilas moles devido à simplicidade do equipamento, rapidez de execução e baixo custo. A velocidade de deformação em ensaios de palheta de campo é, geralmente, de 6º/min. Contudo, os resultados destes ensaios são influenciados por vários fatores e, dentre eles, a velocidade de rotação pode ser considerada um dos mais importantes. Sob condições não-drenadas, os materiais argilosos apresentam ganho de resistência não-drenada com o aumento da velocidade de cisalhamento, resultante da viscosidade da água adsorvida nas partículas de solo. Como o ensaio de palheta tem sido cada vez mais utilizado para estimar a resistência não-drenada de outros solos de granulometria fina, como siltes, resíduos de mineração entre outros, é preciso ter cautela na interpretação dos resultados nestes materiais, pois a utilização da velocidade padrão de campo pode levar à ocorrência de drenagem parcial durante o cisalhamento e, nestes casos, os solos apresentam resistência e rigidez maiores que sob condições não-drenadas. Desta forma, o objetivo deste trabalho consiste na avaliação da influência da velocidade de rotação do ensaio de palheta na resistência dos solos. Foram realizados ensaios de palheta, utilizando palhetas de 20,2, 25,5 e 40,0 mm de diâmetro e com relação altura-diâmetro igual a 2 a velocidades de rotação de 0,68 a 10800o/min, utilizando três misturas compostas por 85% caulim e 15% bentonita com 100, 130% e 160% de umidade (argilosas), uma mistura composta por caulim puro a 50% de umidade (silte) e uma mistura composta por 60% caulim e 40% areia com 40% de umidade (silte). A partir dos resultados dos ensaios de palheta, observou-se que a resistência não-drenada aumenta com a velocidade, sob condições não-drenadas, tanto para os solos argilosos quanto para os siltosos. A resistência não-drenada também é influenciada pelo diâmetro da palheta e pelo índice de vazios do solo, e consequentemente pelo seu teor de umidade. A resposta viscosa dos ensaios de palheta ao longo de toda a faixa não-drenada pode ser descrita por uma equação potencial (para valores de velocidade adimensional maiores que 10). Os solos siltosos, especialmente a argila misturada com areia, também apresentam aumento de resistência com o aumento da velocidade, sob condições não-drenadas, mais pronunciado que para os solos argilosos. Entretanto, a pequenas velocidades, uma parcela do excesso de poro pressão gerado durante a rotação da palheta foi dissipado, ocasionando efeitos de drenagem parcial durante o cisalhamento. O torque medido durante os ensaios é influenciado pelas dimensões da palheta. Porém, não foi verificada qualquer tendência de variação na resistência normalizada (T/Tref) decorrente das dimensões da palheta. A velocidade normalizada (V) considera diretamente, além da velocidade, a geometria da palheta e o coeficiente de adensamento do solo e reflete os efeitos de permeabilidade, rigidez e velocidade de cisalhamento, fatores que também controlam a viscosidade. Desta forma, os efeitos viscosos dos ensaios de palheta são representados com precisão no espaço normalizado. Além da avaliação dos efeitos de velocidade devido a viscosidade, a normalização dos resultados no espaço T/Tref versus V possibilita também a avaliação dos efeitos de drenagem parcial. Ou seja, dois fenômenos físicos distintos podem ser identificados e interpretados utilizando a mesma abordagem. / Vane tests are frequently used to estimate the undrained shear strength of soft clays deposits because of the equipment simplicity, speed and low costs. The strain rate used in vane shear tests is generally of 6o/min. However, vane tests results are influenced by many factors and rate of shear can be considered one of the most important. Under undrained conditions, undrained shear strength of clayey soils increases with shear velocity. This increase on undrained shear strength occurs due to viscous effects. Furthermore, this method has been used to estimate the undrained shear strength of other fine-grained materials such as silts, tailings, among others. Tests results interpretation must to be careful on these materials, because partial drainage can occur during shear tests conducted at the standard field shear rate. In this cases, soil strength and stiffness are higher than under undrained conditions. Thus, this research is aimed to evaluate the influence of the vane shear velocity in soils strength. Vane tests were conducted using vanes with 20.2, 25.5 and 40.0 mm in diameter and with aspect ratio of 2, at rotation rates from 0.68 to 1800o/min using three kaolin-bentonite mixtures composed by 85% kaolin and 15% bentonite with a water content of 100, 130 and 160% (clay), a mixture composed just by kaolin with a 50% water content (silt) and a mixture composed by 60% kaolin and 40% Osório sand with a 40% water content (silt). Tests results shows that clay and silt strength increases with shear rate, under undrained conditions. Undrained shear strength is also influenced by vane diameter and soil void ratio, and consequently by water content. Viscous response on vane tests throughout the undrained range of velocities can be described by a power law (for normalized velocity values further than 10). Silty soils, especially clay-sand mixtures under undrained conditions, exhibited a greater increase on strength than the increased observed for clayey soils. Neverthless, in some tests conducted at low shear velocities, part of pore pressure excess generated during vane rotation was dissipated, occasioning partial drainage effects during shear. The measured torque has been influenced by vane blade dimensions, but any variation on normalized resistance (T/Tref) wasn’t found as a result of vane dimensions. Normalized velocity considers directly peripheral velocity, vane geometry and soil coeficient of consolidation and reflects permeability, stifness and shear rate effects, factors that also control viscous effects. Thus, viscous effects in vane tests are accurately represented on normalized space. In addiction to rate effects due to viscosity evaluation, results normalization on T/Tref versus V space enable partial drainage effects assessment. It shows that the two distinct physical phenomena can be identified and interpreted using one single approach.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCV07MA018.pdf: 1132263 bytes, checksum: 6e10cf4471ceb93e5b44c3be1e5da2c8 (MD5) Previous issue date: 2007-02-17 / The main objective of Cryobiology is the optimization of an oocyte cryopreservation technique. It will permit to create germoplasm banks for maintenance of animal biodiversity, serving as an important instrument in transgenic, cloned or in vitro produced animals. It is consensus that the vitrification is the best method to cryopreserve oocytes and that high cooling rates improve the viability. To evaluate the use of carrier tools with different thermal conductivity in vitrification, 1.454 oocytes (Experiment 1) were 30 seconds exposed to 10% EG + 10% DMSO + 20% estrus mare serum (SEE) in TCM Hepes. Just after, groups of 5 or 6 oocytes were exposed (20 seconds) to vitrification solution (SV - 20% EG + 20% DMSO and 0.5M Sucrose). They were loaded in PM (stainless metallic straws, n=265), MV (glass micropipette, n=279), PB (straw bevel cuted, n=280), OPS (open pulled straw, n=272) or maintained without vitrification GC (control group n=358). Vitrification was obtained by plunging it in super cooled liquid nitrogen. In the experiment 2 (n=709) the aim was to evaluate bovine oocytes vitrification in reduced (25 and 50%) cryoprotectants concentration. Oocytes were 30 sec. exposed to the first cryoprotectant solution, and just after during 20 seconds to one of the allows vitrification solutions: SV100 (n=187), 20% EG + 20% DMSO + 0.5M Suc; SV75 (n=187), 15% of EG + 15% of DMSO and 0.375M of Suc; or SV50 (n=146), 10% of EG, 10% of DMSO + 0.25M Suc. A non vitrified group (n=189) was used as control. The re-warming was performed by exposure (5 minutes each) to decreasing sucrose solutions (0.30 and 0.15M), heated up to 35ºC. The oocytes were then maturated, fertilized, and the presumptive zygotes cultured in SOFaaci medium, at 39ºC, in saturated humidity. Cleavage, blastocysts and hatching rates were used as viability criteria. In the experiment 1 there was not differences in cleavage rates (p>0.05) among treatments, that were lower (P <0.05) than control group. In the vitrified groups, higher blastocyst rates were obtained with PM treatment (10.2%), that was lower (P <0.05) than the OPS (6.1%) and PB (6.1%) treatments, not differing from the MV group (8.0%), although with tendency of be higher (P <0.1). The treated groups had identical hatching rates, which were lower than the control group. In the second experiment, there was not difference in the cleavage rate among SV100 and SV75 treatments, being both higher (p <0.05) than the SV50 treatment. In the blastocyst rates, there was difference among all groups (P <0.05). The higher rate was obtained in control group (38.0%), followed by the SV100 (10.1%), SV75 (7.6%) and SV50 (0.5%) treatments, respectively. The hatching rates of SV100 and SV75 groups were similar, being lower (P <0.05) than control group. In the SV50 group none blastocyst hatched. We conclude that increasing cooling speed rates improves the viability of immature vitrified bovine oocytes, and that the metallic straws are more effective than recipients of lower conductivity (plastic straws), with a tendency of superiority when compared to the glass micropipette. Still, the reduction of the cryoprotectors in 25% or up does not allow an appropriate cryoprotection to vitrify bovine oocytes, in the conditions of this study / A otimização da técnica de vitrificação de oócitos é um dos principais objetivos da criobiologia, pois possibilitará a formação de bancos de germoplasma para manutenção da biodiversidade animal, além de se constituir num importante instrumento na produção de animais transgênicos, clones ou programas de produção in vitro de animais. É consenso que a vitrificação é o método mais adequado para criopreservar oócitos e que elevadas taxas de resfriamento melhoram a viabilidade da técnica. Para avaliar o uso de materiais com diferentes condutividade térmica na vitrificação (Experimento 1), 1454 oócitos foram utilizados. Inicialmente os oócitos foram expostos a 10% EG + 10% DMSO + 20% soro de égua em estro (SEE), em TCM Hepes, por 30 segundos. Após, grupos de 5 ou 6 oócitos foram submetidos à solução de vitrificação (SV) composta de 20% EG + 20% DMSO e 0,5M Sacarose, durante 20 segundos, período em foram envasados e mergulhados em nitrogênio super-resfriado. O envase foi realizado em PM (palheta metálica inoxidável, n=265), MV (micropipeta de vidro, n=279), PB (palheta cortada em bisel, n=280), OPS (open pulled straw, n=272). Simultaneamente, um grupo não vitrificado serviu como controle, (GC n=358). No Experimento 2, 709 oócitos foram vitrificados com concentrações reduzidas (25 e 50%) de crioprotetores. Inicialmente os oócitos foram expostos, por 30 segundos, a uma solução de 10% EG + 10% DMSO + 20% SEE, em TCM Hepes. Logo após, foram expostos, por 20 segundos, a uma das soluções de vitrificação: SV100 (n=187), 20% EG + 20% DMSO + 0,5M Sacarose; SV75 (n=187), 15% de EG + 15% de DMSO e 0,375M de sacarose; ou SV50 (n=146), 10% de EG, 10% de DMSO + 0,25M de sacarose, além de um grupo controle não vitrificado (n=189). O reaquecimento foi realizado pela exposição (5 minutos cada) às soluções decrescentes de sacarose (0,30 e 0,15M), aquecidas a 35ºC. Os oócitos foram então maturados e fecundados, e os prováveis zigotos cultivados em meio SOFaaci, à 39ºC. As taxas de clivagem, de blastocistos e eclosão foram utilizadas com critérios de viabilidade. No experimento 1 não foram verificadas diferenças (P>0,05) nas taxas de clivagem dos tratamentos, que foram inferiores (P<0,05) ao grupo controle. A maior taxa de blastocistos nos grupos vitrificados foi obtida com o tratamento PM (10,2%), que foi superior (p<0,05) aos tratamentos OPS (6,1%) e PB (6,1%), não diferindo do grupo MV (8,0%), embora com tendência de ser superior (p<0,1). Também as taxas de eclosão nos grupos tratados foram semelhantes, sendo inferiores as do grupo controle. No experimento 2, não houve diferença na clivagem entre os tratamentos SV100 e SV75, sendo ambos superiores (P<0,05) ao tratamento SV50. Na taxa de blastocistos, houve diferença entre todos os tratamentos (p<0,05). A maior taxa foi obtida com o grupo controle (38,0%), seguido do tratamento SV100 (10,1%), SV75 (7,6%) e SV50 (0,5%), respectivamente. As taxas de eclosão dos grupos SV100 e SV75 foram semelhantes, sendo inferiores (p<0,05) ao controle. No grupo SV50 não houve eclosão. Conclui-se que o aumento da velocidade de resfriamento melhora a viabilidade pós vitrificação de oócitos bovinos imaturos, sendo que as palhetas metálicas são mais efetivas que os recipientes de menor condutividade (palhetas plásticas), com uma tendência de superioridade quando comparada à micropipeta de vidro. Ainda, a redução dos crioprotetores em percentual igual ou superior a 25% não permite uma adequada crioproteção na vitrificação de oócitos bovinos, com a metodologia proposta neste estudo

Submitted by André Luís Severino Abrego (andre-luis-severino@hotmail.com) on 2018-04-16T18:14:30Z No. of bitstreams: 1 Dissertation_Andre.pdf: 17535518 bytes, checksum: cb53444410befce5cbc54c52ebcb1a5d (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-16T19:13:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 abrego_als_me_ilha.pdf: 17535518 bytes, checksum: cb53444410befce5cbc54c52ebcb1a5d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T19:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 abrego_als_me_ilha.pdf: 17535518 bytes, checksum: cb53444410befce5cbc54c52ebcb1a5d (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A maioria dos sistemas de refrigeração por compressão de vapor de uso doméstico utilizam compressores alternativos com válvulas automáticas do tipo palheta para controlar os processos de sucção e descarga do fluido refrigerante. O ciclo de operação dessas válvulas é descrito por uma série de fenômenos complexos que ocorrem em um curto período de tempo. Grande parte das perdas responsáveis pela redução da eficiência do compressor é devido aos fenômenos físicos que ocorrem nessas válvulas, predominantemente devido a interação fluido-estrutura. Assim, o estudo dessa dinâmica é essencial quando o objetivo é aumentar a eficiência do compressor. Estudar o problema usando técnicas da Mecânica dos Fluidos Computacional permite encontrar solução de forma relativamente rápida. Porém, desenvolver uma metodologia confiável exige o estudo detalhado de vários aspectos que podem influenciar os resultados e, principalmente, exige a validação experimental. Neste trabalho, propomos avaliar alguns desses aspectos para verificar suas influências na validação da metodologia por meio de dados experimentais. Para isso, uma modelo de válvula tipo palheta em escala ampliada, muito usado como válvula de sucção, é testado experimentalmente e os resultados são usados para validar a metodologia numérica aplicada. A solução numérica do problema é realizada usando o código Ansys® CFX para a solução do escoamento do fluido e o código Ansys® Mechanical para a solução do problema estrutural da válvula. A solução do problema de interação fluido-estrutura é obtida usando uma metodologia particionada, na qual a discretização e a solução do problema nos domínios do sólido e do fluido são realizadas separadamente. Dados do deslocamento instantâneo da válvula são usados para estudar a influência de vários parâmetros adotados na solução numérica do problema. Os resultados mostram que o fator normal de rigidez, a força de pré-carga, a força de gravidade e a condição de contorno usada na solução do problema da estrutura, influenciam na solução do problema. / Most domestic vapor compressor refrigeration systems use reciprocating compressors with automatic reed type valves to control the suction and discharge processes of the refrigerant fluid. The operating cycle of these valves is described by a series of complex phenomena that occur in a short period of time. Most of the losses responsible for reducing the efficiency of the compressor are due to physical phenomena occurring in these valves, mainly due to the fluid-structure interaction. To study this problem is essential to improve the efficiency of the compressor. Performing this study by using Computational Fluid Dynamic methodologies allows relative fast solution of the problem. However, developing a reliable methodology requires detail study of several aspects that can influence the results and, mainly, requires the experimental validation. In this work, we propose to evaluate some of these aspects to verify their influence in the validation process of the numerical methodology through experimental data. Here, we experimentally test a large scale model of a reed type valve usually used as suction valve and the results are used to validate the numerical methodology. The numerical solution is obtained by using the Ansys® CFX code to solve the fluid flow and the Ansys® Mechanical code to solve the structural problem of the valve. In this methodology, we solve the fluid-structure interaction by using a segregated method in which the discretization and the solution of the problem in the solid and fluid domains are performed separately. Data for the instantaneous displacement of the valve are used to analyze the influence of several parameters applied to solve the problem. The results show that the stiffness normal factor, the preload force, the gravity force, and the boundary condition used to solve the structure of the valve, influence the numerical solution of the problem. / CNPq: 131150/2015-4.

Orientador: José Luiz Gasche / Resumo: A maioria dos sistemas de refrigeração por compressão de vapor de uso doméstico utilizam compressores alternativos com válvulas automáticas do tipo palheta para controlar os processos de sucção e descarga do fluido refrigerante. O ciclo de operação dessas válvulas é descrito por uma série de fenômenos complexos que ocorrem em um curto período de tempo. Grande parte das perdas responsáveis pela redução da eficiência do compressor é devido aos fenômenos físicos que ocorrem nessas válvulas, predominantemente devido a interação fluido-estrutura. Assim, o estudo dessa dinâmica é essencial quando o objetivo é aumentar a eficiência do compressor. Estudar o problema usando técnicas da Mecânica dos Fluidos Computacional permite encontrar solução de forma relativamente rápida. Porém, desenvolver uma metodologia confiável exige o estudo detalhado de vários aspectos que podem influenciar os resultados e, principalmente, exige a validação experimental. Neste trabalho, propomos avaliar alguns desses aspectos para verificar suas influências na validação da metodologia por meio de dados experimentais. Para isso, uma modelo de válvula tipo palheta em escala ampliada, muito usado como válvula de sucção, é testado experimentalmente e os resultados são usados para validar a metodologia numérica aplicada. A solução numérica do problema é realizada usando o código Ansys® CFX para a solução do escoamento do fluido e o código Ansys® Mechanical para a solução do problema estrutural da válvula. A solu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Most domestic vapor compressor refrigeration systems use reciprocating compressors with automatic reed type valves to control the suction and discharge processes of the refrigerant fluid. The operating cycle of these valves is described by a series of complex phenomena that occur in a short period of time. Most of the losses responsible for reducing the efficiency of the compressor are due to physical phenomena occurring in these valves, mainly due to the fluid-structure interaction. To study this problem is essential to improve the efficiency of the compressor. Performing this study by using Computational Fluid Dynamic methodologies allows relative fast solution of the problem. However, developing a reliable methodology requires detail study of several aspects that can influence the results and, mainly, requires the experimental validation. In this work, we propose to evaluate some of these aspects to verify their influence in the validation process of the numerical methodology through experimental data. Here, we experimentally test a large scale model of a reed type valve usually used as suction valve and the results are used to validate the numerical methodology. The numerical solution is obtained by using the Ansys® CFX code to solve the fluid flow and the Ansys® Mechanical code to solve the structural problem of the valve. In this methodology, we solve the fluid-structure interaction by using a segregated method in which the discretization and the solution of the problem... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre