Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T16:29:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caminha_RomulodeAthayde_M.pdf: 6147980 bytes, checksum: df68f12f57bbca5b9ef1b113128fa590 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar um simulador numérico composicional, unidimensional e isotérmico, no qual um escoamento bifásico (óleo e gás) e multicomponente é tratado implicitamente para pressão, saturação e composição dos fluidos. Considera-se também a ação gravitacional nos termos de fluxo, o que permite a análise de escoamento com inclinação. As equações envolvidas apresentam fortes não linearidades, requisitando uma solução numérica do sistema pelo método de Newton-Raphson. O tratamento unidimensional dado ao problema resulta na obtenção de uma matriz Jacobiana tridiagonal em blocos. É considerado um fluxo bifásico por convecção, no qual os efeitos de dispersão são desprezíveis. Não se considera a existência de água móvel no meio poroso e a curva de pressão capilar gás-óleo original, obtida em laboratório, é atualizada em função das variações de tensão interfacial dos fluidos. Supõe-se um equilíbrio termodinâmico instantâneo, cujo cálculo é feito com o auxílio da equação de estado de Peng e Robinson. O cálculo das densidades e pesos específicos das fases é feito usando-se a própria equação de estado. As viscosidades do óleo e do gás são obtidas pela correlação de Lohrenz. Considera-se ainda o meio poroso incompressível, homogêneo e isotrópico, mecânica e quimicamente inerte aos fluidos / Abstract: This work aims to present an isothermal, one-dimensional, compositional numerical simulator. A two-phase (oil and gas) multicomponent flow is treated implicitly in pressure, saturation and compositions. Flow terms consider gravitational effect, which allows the study of flow in inclined reservo ir. The highly non-linear equations, which are necessary to equate the problem, require a numerical solution, which is obtained by the Newton-Raphson method. The one-dimensional treatment given to the problem yields a tridiagonal block Jacobian matrix. It is assumed that the two-phase flow is dominated by convection and that the dispersive effects are neglected. No mobile water is considered in the porous media, and the original gas-oil capillary pressure curve, obtained from the laboratory, is modified to include the variations of interfacial tensions. Instantaneous thermodynamic equilibrium is admitted and it is computed by means of the Peng and Robinson equation of state. The fluids densities are calculated with the equation of state. Gas and oil viscosities are computed using the Lohrenz method. The medium is considered incompressible, homogeneous and isotropic, chemically and physically inert to the fluids / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Vitor Baranauskas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T18:33:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlvaradoAlcocer_JuanCarlos_D.pdf: 6120849 bytes, checksum: 3095654638bfd5f26fceb6133d675056 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Devido à complexidade envolvida nos processos de deposição quimica a partir da fase vapor (CVD) do diamante o desenvolvimento de reatores de CVD requer a utilização de modelamentos computacionais adequados. Estes modelos são de difícil implementação pois necessitam incluir os fenômenos de transporte de massa e as reações químicas envolvidas, o que requer a solução de um enorme conjunto de equações diferenciais parciais. Nesta tese é apresentado um protótipo de simulador de CVD e sua aplicação na simulação do processo de crescimento de diamante em um reator de filamento quente. O software inclui um bloco onde se efetuam por meio da técnica de fluxo e vorticidade a solução bi-dimensional das equações diferenciais por diferenças finitas. A interface com o usuário foi implementada utilizando o ambiente de programação DELPHI (Microsoft), de modo a permitir ao usuário, interativamente, estabelecer os perfis de temperatura, concentração dos reagentes e taxa de crescimento / Abstract: Owing to the complexity involved in the processes of chemical vapor deposition (CVD) the development of CVD reactors for diamond growth requires the use of appropriate computer modelling. Such models need to treat mass transport and the chemical reactions, which occur in the reactor, the solution of an enormous number of partial differential equations. In this thesis a prototype of a CVD computer simulator is presented and applied to the calculation of the process of diamond growth in a hot-filament CVD reactor. The software includes a kernel where the equations are solved by the flow and vorticity technique using finite differences. The interface with the user was implemented using the DELPHI Programming environment (Microsoft) to allow to the user to evaluate the temperature profiles, reactant concentrations and growth rate / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T19:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toledo_EduardoCoselliVascode_D.pdf: 6989061 bytes, checksum: 7e4c9efd95963e164e67dee467cae49d (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste trabalho são apresentados modelos pseudo-homogêneos bi e unidimensionais de reatores catalíticos de leito fixo, os quais incorporam as capacidades térmicas do fluido e do sólido, (pCp)f e (pCp)s, respectivamente. Os modelos propostos reproduzem o comportamento dinâmico esperado de um reator catalítico de leito fixo, inclusive o fenômeno da resposta inversa. A solução dos modelos bidimensionais geralmente requerem excessivo tempo computacional, uma vez que uma descrição detalhada das variáveis é levada em conta na formulação do modelo, resultando em modelos matemáticos de difícil solução. Para superar esta dificuldade, fez-se uso de técnicas de redução de modelos, as quais permitem gerar modelos com dimensões espaciais menores (com redução dimensional) ou cuja solução se torna menos complexa (sem redução dimensional). Portanto, neste trabalho também é apresentado um estudo comparativo do desempenho destas técnicas. Com relação aos modelos reduzidos, alguns apresentaram uma boa concordância com o modelo bidimensional, possibilitando a utilização segura e rápida dos mesmos para estudos de controle e otimização. Outro estudo realizado neste trabalho foi a análise de sensibilidade paramétrica do reator catalítico de leito fixo visando obter o conhecimento dos efeitos primários e de interação dos parâmetros operacionais do reator necessários à implementação da estratégia de controle no reator de forma adequada. Para obter estes conhecimentos utilizou-se o método do planejamento fatorial, o qual foi capaz de captar os efeitos primários e de interação no comportamento dinâmico do reator. Outro detalhe importante é que o método do fatorial completo forneceu também os efeitos ao longo do tempo, conhecimento este não disponível quando se utiliza, por exemplo, o método do RGA. Finalmente, após o desenvolvimento de modelos dinâmicos adequados para aplicações em tempo real e de posse dos conhecimentos do comportamento dinâmico e da análise de sensibilidade paramétrica, realizou-se o estudo da análise de desempenho de alguns algoritmos de controle avançados. Utilizou-se para o estudo da análise de desempenho dos controladores avançados, os algoritmos de controle preditivos, DMC ("Dynamic Matrix Control") e GPC ("Generalized Predictive Control"), e o adaptativo preditivo, STGPC (GPC acoplado ao identificador de parâmetros RLS), tanto na forma monovariável, SISO, como multivariável, MIMO. Estes controladores também foram comparados com o controlador clássico PI. Observou-se que os controladores GPC e STGPC proporcionaram os melhores resultados, mostrando a necessidade de se utilizar controladores avançados para obter um comportamento seguro e eficiente do reator catalítico de leito fixo / Abstract: In this work, pseudo-homogeneous bi- and uni-dimensional fixed bed catalytic reactors are presented. Such models incorporate the fluid and solid thermal capabilities, (pCp)f e (pCp)s, respectively. The proposed models reproduce a dynamic behaviour expected in a fixed bed catalytic reactor, including the inverse response phenomenon. The bi-dimensional models solution usually requires excessive computing (CPU) time since a detailed description of the variables is considered in the formulation of the model, which results in mathematical models of difficult solution. To circumvent this difficulty, techniques of model reduction were used, which permitted the generation of smaller space dimensions (with dimension reduction) or whose solution is less complex (without dimension reduction). Therefore, a comparative work of both techniques performance is also presented in this work. Some of the reduced models presented a good agreement with the bi-dimensional model, thus enabling their safe and fast utilization for studies of control and optimization. Another study performed in this work was the parametric sensitivity analysis of the fixed bed catalytic reactor, with the purpose of knowing the primary effects and the interaction of the reactor operating parameters, which are necessary for the implementation of a suitable control strategy. A method of factorial planning was used to acquire this knowledge. It was capable of getting the primary and interaction effects on the reactor dynamic behaviour. Another important detail is that the complete factorial method also provided some effects against time; this kind of knowledge is not available when the method RGA is used. Last, with the development of dynamic models for applications in real time and with the knowledge of the dynamic behaviour and the parametric sensitivity analysis, an analysis of the performance of some advanced control algorithms was made. In the study of the analysis of the performance of advanced controllers, the control algorithms used were predictive, DMC and GPC, and adaptive predictive, STGPC (GPC coupled to the parameters identifier RLS), both in the monovariable (SISO) and multivariable (MIMO) forms. These controllers were also compared to the classic controller PI. It was observed that the controllers GPC and STGPC provided the best results, showing the need of using advanced controllers to obtain a reliable and efficiente behaviour for the fixed bed catalytic reactor / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-07-25T18:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_AndreaMileneApolinario_M.pdf: 2528475 bytes, checksum: 0beb202471c0196e9d5a236b08fe976b (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Os estudos relacionados ao processo de fabricação de fibras de carbono indicam que a etapa de estabilização termo-oxidativa das fibras precursoras é a limitante, envolvendo reações complexas e mudanças na estrutura fisica das fibras. Com o objetivo de se conhecer melhor a etapa de estabilização e eliminar gastos em testes experimentais, a modelagem e a simulação surgiram para otimizar com eficiência nesta etapa. Apresenta-se neste trabalho uma modelagem matemática para o processo de estabilização. O feixe de fibras de poliacrilonitrila (PAN) é modelado como um sólido homogêneo, com as principais reações químicas de estabilização: a ciclização do grupo nitrila, a desidrogenação da ligação carbono-carbono e a oxidação. As equações que descrevem o modelo são baseadas nas velocidades das reações químicas, nos balanços de massa em espécies reagindo, na difusão de oxigênio radial e na transferência de calor radial no feixe. O sistema de equações do modelo foi resolvido com a aplicação do Método de Colocação Ortogonal, que discretiza a variável espacial e o Método de Runge-Kutta Semi- Implícito, que integra as equações na dimensão de tempo. Os resultados de concentrações e temperaturas obtidos pela simulação apresentaram um comportamento coerente com os resultados experimentais da literatura. Finalmente, utilizou-se o modelo para verificar os parâmetros que influenciam a estabilização. O processo foi otimizado com boas co ndiçõesde transferência de calor, menor número de filamentos no feixe ou baixas temperaturas de estabilização / Abstract: Studies related to the rnanufacture of carbon fibers indicate that the thermo-oxidative stabilization of precursor fibers is the slowest step, due to the complex reactions and changes in the physical structure of fibers. In order to know the stabilization step and eliminate expenses in experimental tests, modeling and simulation have been efficiently used to optimize this step. This work reports a mathematical modeling for the process of stabilization. The undle of polyacrylonitrile fibers (PAN) is modeled as a homogeneous solid, with the following chemical reactions: cyclization of the nitrile groups, dehydrogenation of carbon-carbon bonds and oxidation. The equations that describe the model are based on the chemical reactions rates, reacting species mass balances, radial mass and heat transfer rate within the bundle. The resulting system of equations was solved by the Orthogonal Collocation Method, and the Semi-implicit Runge-Kutta Method. The obtained results of concentrations and temperatures presented a coherent behavior with the literature experimental results. Finally, the model has been utilized to find which parameters influence the stabilization, and determine obtaining the best operation conditions / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Fausto Rodrigues Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:47:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_CarlosAlbertoBandeira_D.pdf: 15375563 bytes, checksum: 1d29ae628f580fd9551ea806b382441d (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho apresenta uma ampla revisão sobre a análise de tensões devidas a solicitações estáticas e dinâmicas na via férrea. A partir desta revisão é desenvolvido um modelo sobre apoio discreto da interação dinâmica vertical entre veículo e via ferroviários, para a faixa de freqüência de interesse variando entre 50 e 2500 hertz, que permite determinar vários parâmetros relacionados à análise de tensões dinâmicas, como a força no contato entre a roda e o trilho e as deformações devidas ao cisalhamento. Este modelo tem formulação baseada no Método dos Elementos Finitos com solução no domínio do tempo. O contato entre a roda e o trilho é modelado como sendo normal, através de uma mola não-linear hertziana. O modelo leva em consideração não-linearidades como o levantamento do dormente em relação à camada de lastro. É proposta uma técnica de solução no tempo baseada em um esquema de integração numérica tipo Newmark-'beta¿ para sistemas dinâmicos não-lineares, com uma rotina de otimização do desequilíbrio nodal do sistema formado pelo veículo e a via baseada no método quasi-Newton com busca unidimensional. Foram implementadas e testadas três formulações de elementos finitos de viga para a modelagem do trilho na análise dos efeitos dinâmicos devidos a dois tipos de irregularidade (trilhos corrugados e "planos-na":roda"), para se obter a formulação mais adequada. Posteriormente é feito um estudo sobre os parâmetros a serem utilizados na simulação. É proposta uma metodologia baseada no modelo de Winkler e no método dos elementos finitos para a obtenção dos parâmetros de rigidez da camada de lastro. É desenvolvido um estudo de caso relacionado aos efeitos dinâmicos que uma irregularidade tipo "plano-na-roda" teria sobre três tipos de via tipicamente brasileiras. O modelo desenvolvido forneceu respostas realistas dentro da faixa de freqüência de interesse. Finalmente, são apresentadas as conclusões finais do trabalho e sugestões de estudos futuros / Abstract: This work presents initially a wide revision on the railway static and dynamic analysis. Starting from this revision a discret support model of the vertical vehiclejtrack dynamic interaction, at the frequency range of 50 to 2500 Hertz, is developed. It allows to determine several parameters related to the dynamic analysis, as the wheel / rail contact force and the rail shear strain. This model has formulation based on the Finite Element Method with a time domain solution. The wheel / rail contact is considered to be normal by using a non-linear hertzian contact spring. The track model developed is able to consider nonlinearities in the track structure. A time-step integration algorithm based on a Newmark-'beta¿ scheme, with a optimization routine for solving the nodal unbalance of the dynamic system, based on the quasi-Newton method with a line search was developed. Three beam finite elements formulations for the rail model was used in the analysis of the dynamic effects due to two irregularity types (corrugated rails and wheelflats), were implemented and tested for to obtain the most adequate formulation. After, a study was done for determining the ballast stiffness that could be used in the simulation. A methodology based on the Winkler and Finite Element Methods for to obtain these parameters was proposed. A case study related to the dynamic effects of a wheelflat on three typical brazilian railway tracks was developed. The developed model provided realistic responses in the frequency range of interest. Finally, the conclusions and future research works are presented. / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Ivanil Sebastião Bonatti / Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_MariadasGracasde_M.pdf: 1977875 bytes, checksum: 1e7309e4b96cb19cb0a30b9dce8b2bd9 (MD5) Previous issue date: 1988 / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Amauri Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_Eliana_M.pdf: 4153009 bytes, checksum: 4ba732a4ca9d1bb5cc093684028b5e99 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar e projetar, com auxílio do computador, um simulador automático de cabo para um repetidor regenerativo MCP Duobinário Modificado. Para isto realizou-se estudos e medidas da função de transferência de cabos multipares e de aparelhos simuladores de cabo utilizados na transmissão MCP. Com estas medidas desenvolveu-se um modelo analítico para tais funções. Em seguida propõe-se um tipo de simulador composto por pólos e analisa-se um processo de controle automático das posições destes pólos em função do comprimento do cabo a ser simulado. Com esta análise foi possível estabelecer o número mínimo de pólos necessários e suas posições ótimas em função do comprimento a ser simulado. Estes resultados permitiram desenvolver vários projetos de simuladores práticos onde as freqüências dos pólos mantêm uma relação constante entre si. Finalmente foram realizados testes em laboratório visando reproduzir os resultados obtidos no computador. Estes testes permitiram não só a comprovação da simulação como abriram perspectivas para um avanço deste estudo / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Adelia Collier Farias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucena_SamuelE.de_M.pdf: 10106107 bytes, checksum: 450169e111a30cf48c5cc153265e4c59 (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um simulador de ECG que gera o eletrocardiograma normal e 17 arritmias cardíacas, na derivação II. As arritmias incluem as principais extra-sístoles ventriculares. Este simulador propicia a manutenção adequada de monitores cardíacos e eletrocardiógrafos de todo tipo, inclusive dos monitores que detectam automaticamente diversas arritmias. As arritmias simuladas e a possibilidade de seqüenciá-Ias de muitos modos diferentes fazem deste instrumento uma ferramenta valorosa para o ensino do reconhecimento de arritmias, bem como para o desenvolvimento de circuitos e programas para aquisição e processamento de ECG. Tendo em vista que no mercado nacional não há simulador de ECG, e que o custo do protótipo é significativamente inferior ao de um similar estrangeiro, acredita-se na viabilidade de sua produção em escala industrial / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T15:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campanha_JoseRoberto_M.pdf: 2416814 bytes, checksum: f8bdd1ea09608b70ba5246456c2a8e65 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Nesse trabalho propõe-se o modelo matemático unidimensional de um secador pneumático vertical e verifica-se a influência da variação da porosidade no modelo. As equações do modelo são obtidas das equações de conservação da quantidade de movimento, de energia e de massa. São propostas 8 equações e as variáveis envolvidas são: a velocidade do fluido, a velocidade do sólido, a porosidade, a pressão, a temperatura do fluido, a temperatura do sólido, a umidade do fluido e a umidade do sólido. A seguir os resultados obtidos, são comparados a resultados experimentais realizados com esferas de vidro de diâmetro médio de 0,24mm e partículas de areia com diâmetros de 0,46mm e 0,55mm / Abstract: We propose in this paper the unidimensional mathematical model of a vertical pneumatic dryer and verify the influence of porosity variation on the model. The model equations are obtained from the equations of momentum, energy and mass conservation. Eight of these equations are proposed, involuing fluid velocity, solid velocity, pressure, porosity, fluid and solid temperatures and fluid and solid humidities as variables. The results obtained are then compared with the experimental ones derived from experiments with glass spheres with average diameter of 0.24mm and sand particles with average diameter of 0.46mm and 0.55mm.Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Ioshiaki Doi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-15T01:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossi_JoseAntonioDonizete_M.pdf: 4698818 bytes, checksum: e166ce198c7bc5d10d66b3aad5efbd6c (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: É realizada uma análise do método do acréscimo e decréscimo utilizado em ensaios de impulso na determinação da tensão disruptiva crítica V50% de elementos isolantes auto recuperáveis. A análise é feita pela comparação dos resultados de V50% e do desvio padrão 'sigma¿ obtidos por simulação computacional do método de acréscimo e decréscimo conforme a NBR 5389/81 e de resultados de ensaios em sistemas de eletrodos do tipo haste-haste e haste-placa efetuados conforme a NBR 5389/81, tendo como parâmetros o número de aplicações de tensão (N) , o degrau de tensão (d) e a tensão inicial (VI) utilizados nos cálculos e ensaios. Os resultados mostram que os parâmetros N, d e VI apresentam uma grande influência nos valores de V50% e 'sigma¿ e que estes parâmetros estão fortemente inter-relacionados um com o outro.. Ou seja, por exemplo, que para um dado N. existem valores bem definidos de d e Vi que levam a resultados satisfatórios de V50% e vice-versa. Por outro lado, os resultados obtidos tanto em simulações quanto em ensaios mostraram valores de dispersão do desvio padrão 'sigma¿, relativamente elevados, o que vem a concordar com inúmeros trabalhos existentes sobre o assunto, de que o método de acréscimo e decréscimo permite uma determinação satisfatória da tensão de V50%, porém não é adequado para o cálculo do desvio padrão 'sigma¿ / Abstract: It is realized an analysis of the up-and-down method used in impulse tests to determine the critical flashover voltage V50% In self-restorlng insulations. The analysis is made by comparing the resu1ts of V50% and the standard derivation 'sigma¿ obtained by computaclonal slimulation of the up-and-down method according to the NBR-5389/81 standard and tests results in rod-rod and rod-plane: electrods systems. These tests have also been performed according to the NBR-5389/81 standard, havlng by the parameters the number of impulse applications (N), the voltage step (d) and initial voltage (VI). The results indicate that the parameters N, d, Vi have a great influency in the V50% and 'sigma¿ values and that also have a great inter-relation within then. That means for instance, to a given N, exist well definite values of d and VI that should carry to a satisfatory results of V50% and vice-versa. On the other hand the results obtained in simulations and tests show high values of dispersion of standard deviation wich agrees with many existents works on the subject as well the up-and-down method allow a satisfactory determination of the V50% voltage, but is not appropriate for the standard deviation calculation / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica