Orientador: Paulo César Razuk / Banca: Geraldo Luiz Palma / Banca: Celso Fernandes Joaquim Júnior / Resumo: Este estudo tem como objetivo utilizar expressões disponíveis na literatura para analisar a influência das diferentes geometrias dos tanques no coeficiente global de troca de calor. Optou-se por estudar o aquecimento do xarope de açúcar cristal por tratar-se de um produto largamente aplicado na fabricação de doces, alimentos e bebidas carbonatadas. Pesquisou-se na literatura as propriedades termodinâmicas e as características físicas do vapor d'água, da água e do xarope de açúcar, aplicados nos cálculos dos coeficientes de película e no balanço de energia do sistema térmico. Os estudos e simulações feitas com utilização do programa Geopack, para os tanques com relação T/H de 0,8 1,0 e 1,2 e impelidores com relação d/T de 02, 0,4 e 0,7, estabeleceram as faixas de valores para a rotação dos impelidores, velocidade média do produto, a capacidade de deslocamento volumétrico e a potência requerida, mantendo-se constante o número de impelidores e o nível de agitação. Aplicou-se a teoria clássica da transmissão de calor, os fundamentos da teoria da agitação, as considerações mecânicas e as equações apropriadas para o dimensionamento do tanque. Os resultados mostraram que os tanques mais esbeltos, com impelidor descentralizado, apresentam melhor aproveitamento. Concluiu-se que, na definição geométrica de um reator, a relação entre o diâmetro e a altura T/H deve ser menor que 1,0. Por sua vez, em decorrência da potência consumida, o impelidor com diâmetro igual a 0,4 do diâmetro do tanque, mostrou-se mais adequado. O emprego de pressões maiores para o vapor saturado reduz o tempo de processamento, embora possa implicar no aumento da espessura da chaparia e no consumo de combustível na caldeira / Abstract: This study have how objective to analyze expressions available in the literature for the calculation of the global coefficient of exchange of heat in tanks with different model geometric. It was opted to study the heating of the syrup of crystal sugar because of treating a product widely applied in the manufacture sweets, foods and carbonated drunks. Were investigated in the literature the properties thermodynamics and the physical characteristics of the steam of water, of the water and of the syrup of sugar, applieds in the calculations of the coefficients of film and in the swinging of energy of the thermal system. The studies and simulations done with the use of the program Geopack, for the tanks with the T/H *0,8, 1,0 and 1,2) and impellers with ratio d/T (0,2 0,4 and 0,7), established the range valves for the rotation of the impellers, average speed of the product, the capacity of volumetric dislocation and the applied power, when the number is remaining constant of impellers and the level of agitation. It was applied the classic theory of the transmission of heat, the foundations of the theory of agitation, the mechanical considerations and the appropriate equations for calculating the size of the tank. The results showed that the most slender tanks, impeller with decentralized, present better use. It was concluded that, in the geometrical definition of a reactor, the relation between the diameter and height of the back must be smaller than to 1,0. For its time, as a result of the consumed power, the impeller with equal diameter to 0,4 of the diameter of the tank, appeared more appropriate. The employment of the bigger pressures for the full steam reduces the time of processing, though it could tease in the increase of plate thickness and in the consumption of fuel in the boiler / Mestre

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2350_DissertacaoMestradoRenatoOrletti.pdf: 1269443 bytes, checksum: 88c981b4d674179ad5d03a2ab29d4ab9 (MD5) Previous issue date: 2005-11-24 / Este trabalho apresenta um estudo sobre lâmpadas de alta intensidade de descarga (AID), abordando seu funcionamento, os principais tipos e as peculiaridades de seu acionamento. O acionamento com reator eletromagnético e reator eletrônico são analisados apontando-se suas vantagens e desvantagens. Ao fim desta análise, é proposto um reator eletrônico baseado num conversor chaveado de estágio único com alto FP controlado por um microcontrolador digital. Foi implementado um protótipo em laboratório para análise de desempenho do reator proposto. Os resultados experimentais obtidos comprovam a viabilidade do reator eletrônico proposto, podendo-se destacar o pequeno número de componentes utilizados na construção do protótipo.

Orientador : Ernesto Ruppert Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-29T02:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Homrich_RobertoPetry_D.pdf: 4872054 bytes, checksum: 4d50cf9f2e5b10f0f9c7b1b92bc88613 (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado

Orientador: Paulo José Amaral Serni / Coorientador: Alceu Ferreira Alves / Coorientador: André Luiz Andreoli / Resumo: Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e as simulações computacionais de um inversor fotovoltaico de 2,0 kVA para o controle da potência reativa na rede de distribuição, de modo que haja compensação ativa do fator de potência e aumento da qualidade da energia no local da instalação da planta. Para atingir este objetivo, por meio do ambiente de desenvolvimento do MATLAB/Simulink®, o controle da potência ativa foi realizado pelo ajuste do ângulo entre a tensão da rede e a tensão gerada pelo inversor, por meio do equilíbrio do potencial do barramento CC (proveniente do gerador fotovoltaico). A potência reativa, por sua vez, foi ajustada pela amplitude da tensão do ponto de acoplamento de uma carga local. Além disto, utilizaram-se controladores proporcionais-ressonantes nas malhas de tensão e corrente do conversor trifásico, com finalidade de mitigar as correntes harmônicas de cargas não-lineares que podem depreciar o fator de potência. Foi implementado, também, um conversor CC-CC isolado full-bridge do tipo boost com potência nominal de 1,8 kW, responsável por rastrear o ponto de máxima potência dos módulos fotovoltaicos. Os resultados obtidos permitiram a avaliação do desempenho dos controladores e a observação da conservação, pelo inversor, do fator de potência da rede próximo da unidade para situações com variações acentuadas da carga e da irradiação solar, bem como para os casos com a presença de cargas não-lineares no sistema. Com isso, o perfil de tensão entregue à c... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation presents the development and computational simulations of a 2.0 kVA photovoltaic inverter for the control of the reactive power in the distribution network, so that there is active power factor compensation and an increase in the quality of the energy at the installation site plant. In order to reach this objective, the MATLAB/Simulink® development environment was used to control the active power by adjusting the angle between the grid voltage and the voltage generated by the inverter, by means of the potential balance of the DC (from the photovoltaic generator). The reactive power, in turn, was adjusted by the amplitude of the voltage of the coupling point of a local load. In addition, resonant-proportional controllers were used in the voltage and current loops of the three-phase converter, in order to mitigate the harmonic currents of non-linear loads that may depreciate the power factor. A full-bridge, full-bridge boost converter with nominal power of 1.8 kW was also implemented, responsible for tracking the maximum power point of the photovoltaic modules. The results obtained allowed the evaluation of the performance of the controllers and the observation of the conservation by the inverter of the power factor of the network close to the unit for situations with marked variations of the load and the solar irradiation, as well as for the cases with the presence of loads in the system. Thus, the voltage profile delivered to the load is approximately sinuso... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Carlos Alberto Canesin / Banca: Guilherme de Azevedo e Melo / Banca: Marco Antônio Dalla Costa / Resumo: Nesta pesquisa foi desenvolvida uma metodologia para o dimensionamento de reatores eletrônicos para o acionamento de lâmpadas fluorescentes especiais, emissoras de UV (irradiação ultravioleta), aplicadas na purificação de água. A principal contribuição desta dissertação está relacionada ao desenvolvimento de uma metodologia de projeto para adequação do parâmetro conhecido como Dose UV. Esse parâmetro define a quantidade de energia em forma de irradiação ultravioleta à qual devem ser expostos os microrganismos patogênicos presentes na água, para inibir suas funções metabólicas e de reprodução. Neste contexto, foi projetada e implementada uma estrutura purificadora de água potável, aplicando o método TURF (Three-step UV fluence Rate and Fluid dynamics), o qual propõe realizar cálculos em separado do tempo de permanência da partícula exposta à irradiação UV e a quantidade de irradiação UV que a lâmpada usada pode produzir, para em seguida se determinar a Dose UV, teoricamente. Neste trabalho, esse tempo foi determinado com o estudo hidráulico da estrutura utilizando-se o software SolidWorks, e, por outro lado, aplicou-se o modelo matemático MSSS Multiple Segment Source Summation para a obtenção da irradiação ultravioleta fornecida pelo purificador. Devido ao fato das lâmpadas geradoras de irradiação ultravioleta, empregadas neste trabalho, apresentarem um comportamento análogo às lâmpadas fluorescentes convencionais, foram modeladas através de um modelo de Quarto Grau. Desta forma, foi desenvolvido um reator eletrônico capaz de garantir pré-aquecimento controlado dos filamentos das lâmpadas antes de sua ignição, assim como, ajuste adequado para operarem no ponto de potência nominal para a etapa de regime permanente. Além disso, o reator incorpora como estágio de potência na entrada um conversor Flyback com correção ativa do fator de potência ... / Abstract: In this research it was developed a methodology for the design of special fluorescent lamps electronic ballasts applied to water purifiers, through the use of UV radiation. The main contribution of this work it is related to the development of a design methodology to fit the parameter known as UV dose. This parameter defines the amount of energy as UV light to which the pathogenic microorganisms present in water must be exposed to inhibit their metabolic and reproductive functions. In this context, a purifying drinking water structure was designed and implemented, applying the TURF method. This method proposes to calculate separately, the particle exposition time and the amount of UV radiation produced by the lamp, and in a third step, calculate theoretically the UV dose. Thus, the related time was determined with the hydraulic structure model using the software SolidWorks, and through the use of MSSS mathematical model to obtain the UV radiation provided by the purifier. Whereas the behavior of the used UV lamps is similar to conventional fluorescent lamps, they are modeled applying a Fourth Degree model. Hence, an electronic ballast that guaranties a controlled preheating process of the lamp electrodes before the ignition and sets the nominal power point on the steady state, was developed. In addition, the ballast incorporates an input rectifier stage using a Flyback converter with active power factor correction (PFC), in discontinuous conduction mode, with universal input voltage range (90V RMS - 240 V RMS ), attending the limits imposed by IEC 61000-3-2 standard, for class C devices. Finally, it is highlighted that, with the proposed methodology for adjusting the UV dose, could ensure the development of a design that allows full compliance with NSF/ANSI Standard 55: Classes A and B, for the proposed drinking water purifier / Mestre

Orientador: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-10T23:05:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beati_AndreAugustoGutierrezFernandes_M.pdf: 1480867 bytes, checksum: 2bac10db0f64269546e73f22539b4fe8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo da degradação eletroquímica da ranitidina, um fármaco utilizado na terapia de úlceras gástricas, foi desenvolvimento em duas etapas. Inicialmente, realizou-se um estudo do comportamento redox da ranitidina sobre a superfície de eletrodos platina (Pt) e de carbono vítreo (CV), utilizando-se da voltametria cíclica em eletrólito aquoso (K2SO4 0,1 M) e não-aquoso (NaClO4 0,1 M em DMF). A análise voltamétrica no eletrodo de Pt em meio aquoso, a 20 mV s-1, indicou que o fármaco apresenta reações de oxi-redução dentro da faixa de potencial estudada (-0,85 V a +1,2 V vs. Ag/AgCl), com a presença de um par redox, possivelmente devido à presença do grupo -NO2 na molécula, em -0,37 V vs. Ag/AgCl (oxidação) e -0,48 V vs. Ag/AgCl (redução). Na mesma análise, utilizando-se o eletrodo de CV, não se observaram picos bem definidos. A análise voltamétrica no eletrodo de CV em meio não-aquoso apresentou um par tênue de picos -0,63 V vs. Ag/AgCl (O) e -0,73 V vs. Ag/AgCl (R). Em uma segunda etapa foi construído um reator eletroquímico de bancada, utilizando eletrodos de difusão gasosa (EDG) e eletrodos de óxidos de titânio e rutênio suportados em titânio metálico (DSACl2 ®) , no qual foram feitos ensaios de eletrólise a corrente constante entre 1 A = i = 10 A, a uma vazão de 200 L h-1 e uma pressão de O2 no catodo de 0,2 bar. Nos estudos com o reator, inicialmente avaliou-se a eficiência para a produção de H2O2 in situ, a partir da reação de redução do O2 insuflado no EDG, e a influência deste no processo de degradação do fármaco, via química/eletroquímica e via eletro-Fenton. O reator eletroquímico utilizado para degradação eletroquímica da Ranitidina operou em uma condição de fluxo laminar e apresentou as melhores eficiências na degradação, tanto via química/eletroquímica quanto via eletro-Fenton, em valores de correntes superiores a 4 A. O reator eletroquímico atingiu uma produção de 630 mg L-1 de H2O2 a 7 A.Quanto à redução das concentrações iniciais, a degradação via H2O2 reduziu em 98% a concentração inicial da Ranitidina (CLAE) e alcançou uma taxa de mineralização de 61,3% do total da carga orgânica (DQO). Com relação à degradação via eletro-Fenton, a redução do teor de Ranitidina chegou a 99,9% da concentração inicial (CLAE), enquanto que a mineralização atingiu um valor de 86,7% da carga orgânica total (DQO) / Abstract: The study of the electrochemical degradation of the ranitidine, a drug used in the therapy of gastric ulcers was development in two steps. In the first step was studied the electrochemical behavior of the ranitidine on platinum (Pt) and glassy carbon (CV) electrodes, using cyclic voltammetry in aqueous (K2SO4 0.1 M) and non-aqueous (NaClO4 0.1 M in DMF) electrolytes. The voltammetric analysis on Pt electrode in aqueous solution, with scan rate at 20 mV s-1, showed that the drug presents redox reactions in a potential range from -0.85 V to +1.2 V vs Ag/AgCl. The oxidation peak was found at -0.37 V vs Ag/AgCl, which possibly corresponds to the presence of NO2 group and the reduction peak at -0.48 V vs Ag/AgCl. In the same analysis, but using the CV electrode, the voltammetry analysis not showed defined peaks. In non-aqueous medium, the voltammetric analysis on CV electrode presented a pair of peaks at -0.63 V vs Ag/AgCl (oxidation) and -0.73 V vs Ag/AgCl (reduction). In the second step, it was constructed an electrochemical reactor, using the gas diffusion electrode (GDE) as cathodes and dimensionally stable anode (DSA-Cl2 ®). The electrolysis experiments was performed at constant current (1 = A = 10), outflow of 200 L h-1 and O2 pressure of 0.2 bar on the cathode. In these studies, it was evaluated the efficiency for H2O2 production, from the reaction of reduction of O2 on GDE and the influence from this product in the ranitidine degradation. The process of drug degradation, chemical/electrochemical and electro-Fenton ways using electrochemical reactor operating at laminar flow, showed best efficiency at current values of = 4 A. The electrochemical reactor reached a production of 630 mg L-1 of the H2O2 at 7 A. The ranitidine concentrations was reduced in 98% (HPLC) and reached a tax of mineralization of 61.3% of the total organic matter (COD). With regard to the degradation electro-Fenton way, the ranitidine concentrations was reduced in 99.9% (HPLC) and reached a tax of mineralization of 86.7% of the total organic matter (COD) / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rodrigo Máximo Sánchez Román / Banca: Raimundo Leite Cruz / Banca: Marcos Vinicius Folegatti / Resumo: A utilização de água residuária doméstica (ARD) na agricultura irrigada exige medidas de desinfecção para garantir padrões de qualidade e proteger a saúde humana dos patógenos presentes. Raios UV são eficientes para esta finalidade e há diversos relatos de sistemas de desinfecção solar (SODIS - solar disinfection), tanto para a desinfecção de água para consumo humano quanto para a desinfecção de ARD. Não há estudos sobre a eficiência da desinfecção de ARDs utilizando-se diferentes revestimentos nos reatores solares de concreto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da desinfecção solar de ARD para reúso na agricultura em reatores solares com diferentes colorações: preta, branca e concreto. A ARD, após passar pelo tanque séptico, era conduzida aos reatores, formando lâminas de água residuária com 10 cm de profundidade, que ficavam expostas à radiação solar durante três dias consecutivos. A eficiência da desinfecção foi avaliada pela concentração de coliformes fecais (CF), demanda química de oxigênio (DQO), temperatura do efluente, radiação global, radiação UV, pH e sólidos suspensos totais (SST). Os dados foram analisados utilizando-se análise de regressão propondo-se um modelo matemático que representa a inativação de patógenos. O efluente do tanque séptico utilizado na desinfecção solar apresentou em média os seguintes padrões de qualidade: 1,29 x 106 NMP 100mL-1 (Número mais provável a cada 100ml), 654,96 mgDQO L-1, 180,33 mgSST L-1 e 6,17 de pH. Durante o processo constataram-se melhorias nos padrões DQO e SST nos reatores. / Abstract: The use of domestic wastewater (DWW) in irrigated agriculture requires disinfection measures to protect human health from pathogens. UV rays are effective for this purpose and there are many reports of solar disinfection (SODIS) systems, for both disinfection of drinking water and disinfection of DWW. The literature does not present any studies on the disinfection efficiency of DWW using different colors in concrete solar reactors. The aim of this study was to evaluate the efficiency of DWW solar disinfection for agriculture reuse in solar reactors with different colors: black, white and concrete. DWW, after passing through the septic tank was conducted to the reactors until the water depth reach 10 cm that was exposed to sunlight for three consecutive days. The disinfection efficiency was evaluated by the concentration of fecal coliforms (FC), chemical oxygen demand (COD), effluent temperature, global radiation, UV radiation, pH and total suspended solids (TSS). The data were analyzed using regression analysis and a mathematical model that represents the inactivation of pathogens was proposed. The effluent from the septic tank used for solar disinfection had the following mean quality standards: 1.29 x 106 MPN 100mL-1 654.96 mgCOD L-1, 180.33 mgSST L-1 and pH 6.17. During the process it was noticed improvement in COD as well as TSS concentration in the reactors. Furthermore, the results show that the effluent in different reactors had distinct temperatures: the highest rates were observed in the black reactor ... / Mestre

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T09:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZevallosAlcahuaman_MiltonElvis_M.pdf: 2029693 bytes, checksum: 59155e98cbc8a1da85069d7cec8f451e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O arco secundário surge na manobra de abertura monofásica durante a eliminação de faltas monofásicas não permanentes para terra. O problema se apresenta especialmente nas linhas de EAT, no isolamento aéreo, em faltas que têm características não permanentes. Neste trabalho analisamos diferentes linhas de transmissão com níveis de tensão de 345 kV até 765 kV e com comprimentos de 150 km até 900 km, variando seu nível de compensação reativa em derivação de 40 % até 100 % e para as linhas mais longas compensando também 50 % da sua impedância longitudinal. Em linhas de EAT com compensação reativa em derivação é possível aproveitar a associação dos reatores adicionando um reator de neutro para minimizar o acoplamento mútuo entre as fases das linhas de transmissão, sendo este acoplamento a causa principal da manutenção da corrente de arco secundário. Com valores de reatores de neutro ótimos minimizamos a corrente de arco secundário e avaliamos a viabilidade da aplicação do religamento monofásico nos sistemas em estudo, aumentando o desempenho e confiabilidade dos sistemas elétricos / Abstract: The secondary arc appears in single-phase switching during clearing of non-permanent ground single-phase to ground faults. The problem happens especially on EHV lines, on aerial isolation, in faults with non permanent characteristics. In this work different transmission lines with voltage levels of 345 kV up to 765 kV and with 150 km up to 900 km length are analyzed, varying its level of reactive shunt compensation from 40 % up to 100 % and for the longest lines compensating 50 % of its longitudinal impedance. In EHV lines with have reactive shunt compensation, it is possible to add a neutral reactor in order to minimize the phase coupling of the transmission lines, being this coupling the main cause for the maintenance of the secondary arc current. With optimal values of neutral reactors it was possible to minimize the secondary arc current and evaluate the viability of the application of the single-phase reclosure in the systems under study, increasing the performance and reliability of the electrical systems / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZevallosAlcahuaman_MiltonElvis_D.pdf: 2479285 bytes, checksum: 4c1c5f42e8da1a073caee7cb88308479 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Uma solução bastante utilizada para reduzir a corrente de arco secundário nas linhas aéreas de transmissão em extra-alta-tensão após a ocorrência de faltas monofásicas não permanentes é a inserção de um reator de neutro no arranjo dos reatores dos bancos de compensação reativa em derivação da linha. Muitas vezes estes reatores de neutro não são otimizados, de modo que reatores com valores típicos são especificados nos projetos de linhas de transmissão aéreas, baseados simplesmente no seu nível de tensão, mas sem considerar as especificidades das linhas, como as suas características físicas ou o seu comprimento. A especificação inadequada do reator de neutro pode resultar em correntes de arco secundário elevadas, o que, em última análise, pode reduzir a taxa de sucesso da manobra de religamento monopolar. Além disto, o custo do sistema de compensação pode ser maior do que o necessário. A tese apresenta uma extensa análise de sensibilidade dos principais parâmetros que influenciam no dimensionamento de um tronco de transmissão longo, especificamente do nível de compensação mais adequado e do valor ótimo do reator de neutro. Destaca-se na pesquisa o desenvolvimento de uma representação dos componentes de um sistema de transmissão através de quadripolos trifásicos com o intuito de obter a resposta sustentada durante o desequilíbrio. Através desta representação foi possível identificar a relação entre o reator de neutro ótimo e os parâmetros transversais da linha de transmissão, assim como a influência direta entre o nível de compensação do sistema com o valor do reator de neutro otimizado. Adicionalmente foram identificados comprimentos limites para linhas não compensadas de diferentes níveis de tensão de modo a ainda apresentar alta probabilidade de sucesso para a manobra monopolar. Simulações de faltas monofásicas foram realizadas utilizando dados provenientes de linhas típicas do sistema elétrico brasileiro / Abstract: A widely used solution to reduce secondary arc current in the overhead transmission lines in EHV after single-phase non permanents faults is the insertion of a neutral reactor in the arrangement forming part of the shunt reactive compensation of the line. Frequently in Brazilian electrical system, neutral reactors are not optimized, so that reactors with typical values are specified in the project of overhead transmission lines based on their voltage level, but without considering the specifics line parameters, as their physical characteristics or their length. The specification of unsuitable neutral reactor can result in high secondary arc currents, which eventually diminishes the success rate of single-phase automatic reclosure (SPAR) maneuver. Moreover, the cost of the compensation system may be larger than necessary. This paper presents an extensive sensitivity analysis of the main parameters that influence the project of a long transmission trunk, specifically the most appropriate level of compensation and the optimal value of the neutral reactor. It is noteworthy the development of a transmission system components representation using three-phase two-ports networks in order to obtain sustained response during unbalance. Through this analysis it was possible to identify the relationship between the shunt reactor and the optimized neutral parameter and the influence of the compensation level with the neutral reactor optimized value. Additionally the maximum lengths of non-compensated lines that would have high probability of success of SPAR maneuver were identified. Simulations of single-phase faults were performed using data from typical lines of the Brazilian electric system / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica