Dans cette thèse, nous étudions le caractère bien posé, le contrôle et la stabilisation de quelques modèles d'écoulements fluides. Dans la première partie, on s'intéresse aux équations de Navier-Stokes compressibles 1D. Un résultat de contrôlabilité locale aux trajectoires par contrôle frontière est établi sous l'hypothèse géométrique de vidage du domaine par le flot de la trajectoire cible. La principale nouveauté de ce travail est que les trajectoires cibles peuvent être choisies non constantes. Dans la deuxième partie, nous travaillons sur un modèle de frontière immergée dans un fluide visqueux incompressible en 2D et 3D. Contrairement à la méthode des frontières immergées de Peskin où la force générée par la structure dépend de ses propriétés élastiques et géométriques, nous considérons que la force de la structure est une donnée du système. Nous montrons alors des résultats d'existence locale en temps et en tout temps à données petites de solutions fortes. Ce travail est un premier pas vers l'analyse mathématique de la méthode des frontières immergées de Peskin. Dans la dernière partie, nous étudions la stabilisation d'une interface entre deux couches de fluides visqueux non miscibles soumis à l'effet de tension de surface en 2D et 3D. Nous montrons qu'au moyen d'un contrôle de dimension finie agissant sur une partie de la frontière d'un seul des deux fluides, le système est exponentiellement stabilisable à tout taux de décroissance autour de la configuration plate avec fluides au repos. Ce travail est une première étape dans l'étude de la stabilisation des instabilités de Rayleigh-Taylor. / In this work we study the well-posedness, the control and the stabilization of some fluid flow models. First, we focus on the 1D compressible Navier-Stokes equations. Under a geometric assumption on the flow of the target velocity corresponding to the possibility of emptying the domain under the action of the flow, we prove the local exact boundary controllability to trajectory. The main novelty of this work is that the target trajectory can now depend on time and space. In the second part, we study a model of an immersed boundary in an incompressible viscous fluid in 2D and 3D. Contrary to Peskin's Immersed Boundary Method where the boundary force depends on the elastic properties of the structure and its geometry, we consider that the boundary force is a given data. Two results are established: a local in time existence of strong solutions and an existence of strong solutions for all time with small data. This work is a first step on the mathematical analysis of Peskin's Immersed Boundary Method. Finally, we are interested in the stabilization of the interface between two fluid layers coupled through surface tension effect in 2D and 3D. We prove that the system is exponentially stabilizable at any rate around a flat configuration with fluids at rest using a control of finite dimension acting locally at one fluid boundary. This work is a first step in the study of the stabilization of Rayleigh-Taylor instabilities.

O objetivo do presente estudo foi o de avaliar a influência da associação dos tensoativos cetrimida 0,2%, cetrimida 0,1% e cloreto de benzalcônio 0,008% aos hipocloritos de sódio e de cálcio 2,5% nas propriedades de pH, quantidade de cloro livre, tensão superficial, ângulo de contato, dissolução pulpar e atividade antimicrobiana. O pH e a concentração de cloro ativo foram avaliados por pHmetro digital e pela titulação, respectivamente. A tensão superficial foi mensurada através da técnica do anel de platina com um tensiômetro de Du Noüy. O ângulo de contato das soluções em bases de dentina humana foi aferido pelo software Drop Shape Analyzer. Para a análise da dissolução pulpar foram utilizados fragmentos de polpas bovinas e os resultados foram expressos por percentual de perda de massa. A atividade antimicrobiana frente ao Enterococcus faecalis foi realizada pelo método de difusão em Ágar. Os resultados mostraram que a associação de tensoativos aos hipocloritos de sódio e cálcio não alterou as propriedades de pH, cloro livre e dissolução pulpar das soluções. O hipoclorito de cálcio apresentou o maior valor de tensão superficial (72,13 ± 1,82 mN/m). Quando associados aos tensoativos, os hipocloritos de sódio e cálcio tiveram uma redução significativa da tensão superficial. O mesmo foi observado para o ângulo de contato. Os tensoativos apresentam atividade antimicrobiana. A associação dos hipocloritos à cetrimida 0,2% ou 0,1% aumentou o halo de inibição frente ao Enterococcus faecalis. Concluiu-se que a associação de tensoativos não modificaram as propriedades de pH, cloro livre e dissolução pulpar dos hipocloritos de sódio e cálcio 2,5%. Porém, ela foi capaz de diminuir a tensão superficial e o ângulo de contato das soluções. Ainda, a associação da cetrimida 0,2% e 0,1% melhorou a capacidade antimicrobiana dos hipocloritos. / The aim of this study was to evaluate the influence of surfactants 0,2% or 0,1% cetrimide or 0,008% benzalkonium chloride on 2.5% sodium and calcium hypochlorite in the properties of pH, free chlorine content, surface tension, contact angle, pulp dissolution and antimicrobial activity. The pH and free chlorine content were evaluated by digital pHmeter and by titration, respectively. Surface tension was measured by the platinum ring technique with a Du Noüy tensiometer. Solution’s contact angle in human dentin surfaces was checked by Drop Shape Analyzer software. Bovine pulps were used for pulp dissolution analysis and the dissolving capacity was expressed by percentual weight loss. Antimicrobial activity over Enterococcus faecalis was evaluated through the ágar diffusion method. The surfactants association on sodium and calcium hypochlorites did not alter pH, free chlorine content and pulp dissolution properties. Calcium hypochlorite had the higher surface tension (72,13 ± 1,82 mN/m). However, when sodium and calcium hypochlorite were associated to surfactants, a significant reduction of surface tension occured. The same was observed for contact angle analysis. The surfactants used in this study have antimicrobial activity. The association of 0,2% or 0,1% cetrimide enhanced antimicrobial activity of both hypochlorites. It was possible to conclude that surfactants association did not alter pH, free chlorine content and pulp dissolution properties of 2,5% sodium and calcium hypochlorite. It was capable to reduce surface tension and contact angle of the solutions. Moreover, the 0,2% or 0,1% cetrimide association increased antimicrobial activity of hypochlorite.

Submitted by Hugo Leonardo França (franca.hugo1@gmail.com) on 2018-10-04T18:04:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao-HugoFranca.pdf: 3793817 bytes, checksum: 12fb2ae28a169e9a5f6d50a5bce46b71 (MD5) / Approved for entry into archive by ALESSANDRA KUBA OSHIRO ASSUNÇÃO (alessandra@fct.unesp.br) on 2018-10-04T18:51:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 franca_hl_me_prud.pdf: 3820297 bytes, checksum: dafdb7b68a6401f200440004051ffa37 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-04T18:51:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 franca_hl_me_prud.pdf: 3820297 bytes, checksum: dafdb7b68a6401f200440004051ffa37 (MD5) Previous issue date: 2018-09-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho é apresentado o estudo de um método numérico para resolver as equações de Navier-Stokes incompressíveis em escoamentos que possuem superfícies livres e mudanças topológicas. As equações governantes são resolvidas por um método de projeção que desacopla as incógnitas velocidade e pressão. A discretização é feita através de aproximações por diferenças finitas aplicadas a uma malha computacional não-uniforme. O método numérico é aplicado para a solução de problemas envolvendo fluidos Newtonianos e não-Newtonianos. Em particular, os efeitos viscoelásticos são descritos pelo modelo Oldroyd-B, utilizando a formulação Cartesiana clássica e uma forma alternativa para a decomposição da parte polimérica do tensor tensão extra. Esta estratégia alternativa de decomposição, conhecida como Formulação Tensão Natural, é muito atual e resultados numéricos são originalmente discutidos neste trabalho. O novo código com malha nãouniforme é testado nos seguintes problemas: escoamento na cavidade (lid-driven cavity), escoamento no cross-slot, e escoamento no canal com contração. A representação da superfície livre é feita através do método Front-Tracking, que descreve a interface de forma explícita através de partículas marcadoras. O algoritmo de mudanças topológicas é baseado em uma técnica que detecta e desfaz embaraçamentos presentes na interface. Este algoritmo é testado em simulações numéricas como: o impacto entre uma gota e uma camada de fluido, o impacto entre gotas e uma parede rígida, e o alongamento de um jato pela tensão superficial. / This work presents the study of a numerical method for solving the incompressible Navier-Stokes equations for free-surface flows that undergo topological changes. The governing equations are solved through a projection method that decouples the velocity and pressure fields. The discretization is performed via finite differences approximations applied to a non-uniform mesh. The numerical scheme is applied for solving Newtonian and non-Newtonian fluid flows. In particular, the viscoelastic effects are described by the Oldroyd-B model, using the classic Cartesian formulation and also an alternative approach for the decomposition of the polimeric part of the extra stress tensor. This alternative decomposition strategy is known as Natural Stress Formulation, and numerical results are originally discussed in this work. The new code with a non-uniform mesh is tested in the following problems: the lid-driven cavity, the cross-slot problem, and the flow through a channel with contraction. In order to represent the free-surface, a Front-Tracking method that describes the interface explicitly using marker particles is used. The algorithm for topological changes is based in a technique that detects when the interface is tangled and untangles it. This algorithm is tested in numerical simulations such as: the impact between a drop and a layer of fluid, the impact between drops and a solid wall, and the jetting break-up process under the effect of surface tension. / FAPESP: 2016/00456-2

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pre-textuais.pdf: 212246 bytes, checksum: 2486f89cad1425c52e00eedff44e22a0 (MD5) Previous issue date: 2010-05-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Among the treatment options for polymers surface modifications, the plasma technology has showed a wide potential due to its efficiency and low waste generation. Conventional chemical treatments by means of sulfochromic solutions and other solvents present risks to factory workers and additional costs with residues disposal.In this study, polypropylene and high impact polystyrene were treated with nitrogen and atmospheric air cold plasmas in different voltages and treatment times. The remaining parameters (process current and gas pressure) were kept constant. Surface tensions up to 89% higher than the untreated state were observed for polypropylene and up to 57 % for high impact polystyrene. The presence of nitrogen and oxygen based polar groups was detected by means of photoelectrons spectroscopy (XPS). In addition, physical changes on polymers surfaces were observed by scanning electrons spectroscopy (SEM).The adhesion tests carried out by means of pull-off technique on painted polypropylene treated with atmospheric air during 10 minutes showed an increase of 516% in pull-off pressures after activation treatments. / Entre as opções de tratamentos para a modificação de superfícies de polímeros, a tecnologia de plasmas é promissora pela eficiência e baixa geração de resíduos. Tratamentos químicos convencionais através de soluções sulfocrômicas e outros solventes representam riscos relacionados à segurança de operadores de fábrica e custos adicionais com o descarte de resíduos.Neste trabalho, amostras de polipropileno e poliestireno de alto impacto foram tratadas com plasmas de ar atmosférico e nitrogênio em diferentes voltagens (320 e 400V) e tempos de tratamentos (5; 10; 40, 70 minutos). Os demais parâmetros (corrente de processo e pressão de gás) foram mantidos constantes.Foram observados aumentos nos valores das tensões superficiais de até 89% para o polipropileno e 57% para poliestireno de alto impacto após os tratamentos. A presença de grupamentos polares a base de nitrogênio e oxigênio foram detectadas através de espectroscopia de fotoelétrons (XPS). Modificações físicas na superfície dos polímeros foram também observadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os testes de aderência conduzidos em amostras de polipropileno tratadas com ar atmosférico durante 10 minutos através da técnica pull-off, demonstraram aumentos nas pressões de arrancamento dos filmes de tinta da superfície do material de até 516% vezes após os processos de ativação.

Submitted by Debora de Oliveira Medeiros null (deboraomedeiros@gmail.com) on 2017-06-13T19:08:30Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_arquivar.pdf: 4524135 bytes, checksum: 33a027db23ff40bebc026b9090443d53 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-19T12:58:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 medeiros_do_me_prud.pdf: 4524135 bytes, checksum: 33a027db23ff40bebc026b9090443d53 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-19T12:58:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 medeiros_do_me_prud.pdf: 4524135 bytes, checksum: 33a027db23ff40bebc026b9090443d53 (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho é apresentado um estudo das equações de Navier Stokes incompressível com superfície livre e métodos de projeção com uma formulação recente denominada laplaciano superficial. Esta formulação tem como finalidade uma melhor descrição da força de tensão superficial e grandezas, como curvatura e vetores tangencial e normal, descritas sobre a interface. Assim, uma condição de tensão normal alternativa é definida, e esta quando discretizada implicitamente e combinada com o método de projeção, descrevem a formulação laplaciano superficial, cuja sua solução é utilizada como condições de contorno para resolver o sistema de equações que descrevem o escoamento. A nova formulação destina-se a resolver um sistema tridiagonal de equações gerado sobre a interface, e usar a solução deste sistema de equações como uma condição de contorno na superfície livre para o sistema linear da correção da pressão no interior do domínio, que é resultante da aplicação do método de projeção. A nova equação que define a condição de tensão normal conta com grandezas definidas na malha euleriana, no contexto Marker-And-Cell (MAC), que devem ser projetadas sobre a malha lagrangeana e também considera a curvatura e os vetores tangente e normal na sua descrição, sendo importante um estudo detalhado de geometria diferencial. Finalmente, variações da formulação laplaciano superficial com tensão superficial para diferenças finitas são aplicadas para resolver os testes numéricos da oscilação da gota e da gota apoiada que possuem solução de referência, além da simulação de um problema com movimento de interface (fountain flow). Nestes testes, concluímos que a variação mais precisa e estável é aquela que aplica uma discretização da equação da tensão normal utilizando médias de valores alocados na malha MAC. / This work presents a study of the Navier-Stokes equations incompressible with free surface and a projection methods with a recent formulation defined as surface laplacian. The purpose of this formulation is to improve the description of the force of stress tension and quantities, as curvature and tangent and normal vectors, present at the interface. Thus, an alternative normal stress condition is defined, and when this is discretized implicitly and combined with the employ of projection method, describe the surface laplacian formulation, whose solution is used as boundary condition to solve the system of equations describing the flow. The new formulation is intended to solve the tridiagonal system of equations generated at the interface, and to use this solution as a boundary condition at free surface for the linear system of the pressure correction inside of domain, which results of the application of the projection method. The new equation used to define the normal stress condition considers quantities defined in the Eulerian mesh, in the Marker-And-Cell context (MAC), that should be projected on the Lagrangian mesh. In addition, in the new equation, it is also considered the influence of the curvature and normal and tangential vectors in your description, so that a detailed study of differential geometry for this computation is important. Finally, variations of the surface laplacian formulation for finite differences are applied for solving numerical tests of the drop oscillation and sessile drop which have reference solutions, beyond of the simulation of a problem with free surface moving (fountain flow). In these tests, we concluded that the most accurate and stable variation is the one that applies a discretization of the normal stress equation using the mean of values in the MAC mesh. / FAPESP: 2015/01243-0

O objetivo do presente estudo foi o de avaliar a influência da associação dos tensoativos cetrimida 0,2%, cetrimida 0,1% e cloreto de benzalcônio 0,008% aos hipocloritos de sódio e de cálcio 2,5% nas propriedades de pH, quantidade de cloro livre, tensão superficial, ângulo de contato, dissolução pulpar e atividade antimicrobiana. O pH e a concentração de cloro ativo foram avaliados por pHmetro digital e pela titulação, respectivamente. A tensão superficial foi mensurada através da técnica do anel de platina com um tensiômetro de Du Noüy. O ângulo de contato das soluções em bases de dentina humana foi aferido pelo software Drop Shape Analyzer. Para a análise da dissolução pulpar foram utilizados fragmentos de polpas bovinas e os resultados foram expressos por percentual de perda de massa. A atividade antimicrobiana frente ao Enterococcus faecalis foi realizada pelo método de difusão em Ágar. Os resultados mostraram que a associação de tensoativos aos hipocloritos de sódio e cálcio não alterou as propriedades de pH, cloro livre e dissolução pulpar das soluções. O hipoclorito de cálcio apresentou o maior valor de tensão superficial (72,13 ± 1,82 mN/m). Quando associados aos tensoativos, os hipocloritos de sódio e cálcio tiveram uma redução significativa da tensão superficial. O mesmo foi observado para o ângulo de contato. Os tensoativos apresentam atividade antimicrobiana. A associação dos hipocloritos à cetrimida 0,2% ou 0,1% aumentou o halo de inibição frente ao Enterococcus faecalis. Concluiu-se que a associação de tensoativos não modificaram as propriedades de pH, cloro livre e dissolução pulpar dos hipocloritos de sódio e cálcio 2,5%. Porém, ela foi capaz de diminuir a tensão superficial e o ângulo de contato das soluções. Ainda, a associação da cetrimida 0,2% e 0,1% melhorou a capacidade antimicrobiana dos hipocloritos. / The aim of this study was to evaluate the influence of surfactants 0,2% or 0,1% cetrimide or 0,008% benzalkonium chloride on 2.5% sodium and calcium hypochlorite in the properties of pH, free chlorine content, surface tension, contact angle, pulp dissolution and antimicrobial activity. The pH and free chlorine content were evaluated by digital pHmeter and by titration, respectively. Surface tension was measured by the platinum ring technique with a Du Noüy tensiometer. Solution’s contact angle in human dentin surfaces was checked by Drop Shape Analyzer software. Bovine pulps were used for pulp dissolution analysis and the dissolving capacity was expressed by percentual weight loss. Antimicrobial activity over Enterococcus faecalis was evaluated through the ágar diffusion method. The surfactants association on sodium and calcium hypochlorites did not alter pH, free chlorine content and pulp dissolution properties. Calcium hypochlorite had the higher surface tension (72,13 ± 1,82 mN/m). However, when sodium and calcium hypochlorite were associated to surfactants, a significant reduction of surface tension occured. The same was observed for contact angle analysis. The surfactants used in this study have antimicrobial activity. The association of 0,2% or 0,1% cetrimide enhanced antimicrobial activity of both hypochlorites. It was possible to conclude that surfactants association did not alter pH, free chlorine content and pulp dissolution properties of 2,5% sodium and calcium hypochlorite. It was capable to reduce surface tension and contact angle of the solutions. Moreover, the 0,2% or 0,1% cetrimide association increased antimicrobial activity of hypochlorite.

O fenômeno de molhamento, estudo de como um líquido se deposita em um sólido, apresenta problemas ainda em aberto, dos pontos de vista da modelagem física e da simulação numérica. O maior interesse acadêmico neste tipo de escoamento é a linha tríplice (ou linha de contato) formada da interação sólido-líquido-gás. A condição de contorno clássica de não escorregamento na interface líquido-sólido leva a uma singularidade no tensor de tensões nesta linha. Além disso, ainda não está estabelecido qual o melhor modelo para descrever o ângulo de contato formado entre a superfície livre e o substrato (o sólido). Neste trabalho, são discutidos métodos numéricos para a simulação de linhas de contato dinâmicas. Os efeitos da tensão superficial são estudados com a abordagem do princípio do trabalho virtual, o qual leva o problema à equações na formulação variacional, linguagem natural para o tratamento numérico com o método dos elementos finitos (FEM). O domínio é discretizado por uma malha não-estruturada de forma que as interfaces separadoras são explicitamente representadas pela malha. As derivadas temporais são tratadas em uma abordagem Lagrangeana-Euleriana arbitrária (ALE). Finalmente, são apresentados os resultados numéricos obtidos com o método ALE-FEM, discutindo alguns aspectos da sua convergência temporal e espacial. / Wetting phenomena, study of how of a liquid spreads out on a solid substrate, presents challenges both in physical modeling and in numerical simulation. The triple line (or contact line) formed by the solid-liquid-gas interaction has increasingly attracted the attention of the fluid dynamic community. The classical no-slip boundary condition on the liquid-solid interface leads to a singularity in the stress tensor at contact lines. Furthermore, there is no consensus on what the best model to describe the dynamics of the contact angle formed by the solid substrate and free surface. In this work, numerical methods for simulating dynamic contact lines are considered. The capillarity effects are studied in the approach of the virtual-work principle, which describes the problem in the variational formulation, natural language for numerical treatment with the finite element method (FEM). The domain is discretized by a dynamic unstructured mesh, where the separating interfaces are explicit represented by the mesh. Time derivatives present in the governing equations are treated with the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) framework. Finally, we discuss some temporal and spatial convergence issues ofthe ALE-FEM method.

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_AlineMariaManrique_M.pdf: 2697128 bytes, checksum: 791a079eecd6ec0abc7c5950687642df (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo de estudo deste trabalho consistiu na análise do recobrimento de partículas em leito de jorro com atomização na base do equipamento. Estudou-se o comportamento fluidodinâmico, as propriedades de adesão entre partícula-suspensão, o crescimento da partícula e a eficiência do processo. Os ensaios foram realizados em equipamento de escala laboratorial e ângulo de base de 60º, sendo utilizados núcleos, como: vidro, ABS®, polipropileno (PP) e poliestireno (PS). Todos foram objeto de análise e classificação quanto à forma, tamanho, esfericidade, densidades absoluta e aparente, porosidade, ângulo de repouso e escoabilidade. Quanto às suspensões, foram utilizadas as poliméricas aquosas, tendo como polímero base o hidroxietilcelulose (HEC), caracterizadas pela densidade, tensão superficial, ângulo de contato e reologia. Em termos de fluidodinâmica do processo, foram avaliados parâmetros como a queda de pressão no leito, a vazão do ar de entrada, a velocidade de circulação dos sólidos e a altura da fonte. Observou-se a ocorrência de dois processos distintos: o recobrimento das partículas e a secagem da suspensão, dependendo do par úcleo-suspensão utilizado. No recobrimento das partículas, a velocidade de circulação e a queda de pressão no leito aumentam com o aumento da vazão de ar de jorro, já que se adotou como procedimento manter a altura do leito constante através do aumento da vazão de ar para que o regime de jorro permanecesse estável. Já na secagem, a velocidade de circulação das partículas diminui em função da retenção de sólidos no leito e a queda de pressão mantémse praticamente constante com o aumento do ar de jorro. A ocorrência do processo de recobrimento ou secagem é determinada pelas propriedades de adesão entre a partícula-suspensão. Ao atomizar-se as diferentes suspensões sobre os núcleos, visualizou-se que a energia superficial do sólido e a tensão superficial da suspensão influenciam a eficiência dos processos. Partículas com alta energia superficial (vidro e ABS®) foram recobertas pela suspensão, enquanto que a secagem ocorreu quando foram utilizadas partículas com menores energias superficiais (PP e PS). Sendo importante ressaltar que a tensão superficial da suspensão influencia diretamente a eficiência do recobrimento e, para a secagem, a quantidade de pó coletado no leito / Abstract: The aim of this work is to analyze the coating process in a spouted bed with bottom-spray, where parameters like fluid-dynamic behavior, properties of adhesion between the particles and the suspensions, the particles growth and the process efficiency were studied. The experiments were realized in a conventional spouted bed of laboratory scale, with base angle of 60º. Inert particles, such as glass beads, ABS®, polypropylene (PP) and polystyrene (PS), were analyzed and classified by size, shape, sphericity, absolute and apparent densities, porosity, angle of repose and flow ability. The polymeric suspension was characterized by density, surface tension and rheology. In terms of fluid-dynamic, values of bed pressure drop, spout air flow rate, solids circulation velocity and fountain height, were analyzed. The occurrence of two distinct process: the coating of the particles or the suspension drying, was observed depending on the particles-suspensions characteristics. During the particles coating, the particles circulation velocity and the bed pressure drop increased with the spout air flow rate increase. For the drying process, the particles circulation velocity decreased with the solids retention in the bed and the bed pressure drop maintained practically constant increasing the spout air flow rate. The occurrence of coating or drying process is influenced by the adhesion properties between the particle and the suspension. Atomizing the three suspensions on the four particles, it was observed that the solid surface energy and the surface tension cause some influence on the process efficiency. Particles with higher surface energy (glass beads and ABS®) were coated by the suspension, while the drying of the suspension occurred when the bed was filled with inert particles with lower surface energy (PP and PS). The suspension surface tension influences directly the coating efficiency and the quantity of powder collected in the cyclone / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Fernando Galembeck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T12:45:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LeandraPereirados_D.pdf: 6636066 bytes, checksum: 1088753dac4139ce09351108770ac021 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta tese, investigou-se a eletrização e os mecanismos de acúmulo de carga em gotas de água e filmes de polietileno, bem como, avaliou-se o efeito das cargas elétricas em algumas propriedades desses materiais. A eletrização de água foi realizada de duas formas: pelo contato com uma superfície metálica polarizada ou expondo as gotas de água a um potencial eletrostático criado através do ar por um eletrodo sem contato. Em ambos os casos, observou-se que a água adquire excesso de cargas e que o valor detectado excede o limite de Rayleigh em algumas dezenas. Verificou-se que a presença de cargas em gotas de água leva à diminuição de sua tensão superficial e ao aumento espontâneo de sua área, por outro lado, não foi observada mudança na sua densidade. O reconhecimento desses fatos deve contribuir para uma maior compreensão de vários fenômenos eletrostáticos que ocorrem na presença de água em estado líquido ou adsorvida. A superfície superior e inferior de filmes de polietileno expostos à descarga corona adquire potencias elevados e opostos formando um filme dipolar. No entanto, a molhabilidade, a composição química e a rugosidade das duas superfícies são bastante diferentes. Enquanto a superfície superior é modificada pelo tratamento corona, a superfície inferior, apesar de se tornar eletrizada, permanece inalterada após o tratamento. Estes resultados mostram que a eletrização da superfície voltada para o eletrodo corona ocorre por um processo diferente da superfície oposta. A eletrização da superfície inferior durante o processo corona abre possibilidades para aplicações onde seja desejável ter um filme eletrizado, porém sem modificar as características originais da superfície / Abstract: In this thesis, we investigated charging process and the mechanism of charge build-up in water droplets and polyethylene films as well. We evaluated the effect of electrical charges on some properties of these materials. Charging of water drops was done using two different methods by: contacting an electrified metal or exposing water to the electrostatic potential created through air by a noncontacting biased electrode. In both cases, water drops acquire net electric charge and its value exceeds the Rayleigh limit in a few tens. It was verified that the presence of charges in water droplets leads to reduced surface tension and increased spontaneous its area, but there was no change in density. Recognition of these facts should contribute to further understanding of various electrostatic phenomena taking place in the presence of liquid or adsorbed water. Top and bottom surfaces of polyethylene (PE) films exposed to corona discharge display large and opposite electrostatic potentials, forming an electric bilayer. However, water wetting, chemical composition and roughness of the two surfaces are quite different. While the top surface is modified by corona treatment, the bottom surface is charged but remains unchanged after treatment. These results show that poling the surface closer to the corona electrode triggers another but different charge build-up process at the opposite surface. Charging of the bottom surface during corona opens possibilities for applications where it is desirable to have a polymer film charged, but without modifying the original characteristics of the surface / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

La cavitation est la transformation d'un liquide en vapeur qui est causée par une chute de pression en dessous de la pression de saturation vapeur. Ce phénomène se manifeste le plus souvent dans les turbomachines qui sont en interaction avec des liquides. On peut citer les pompes hydrauliques, les injecteurs, les inducteurs ou encore les hélices de bateaux. Vue les effets néfastes qu'elle engendre : bruit, vibrations, détérioration du métal et baisse des performances (chute des rendements et pertes de charges), sa prise en compte est indispensable dans le design des turbomachines. Cette thèse a pour objectif de modéliser ce phénomène de manière à reproduire la nucléation, la convection et l'implosion des bulles de cavitation. Nous nous basons sur un modèle à interface diffuse (le modèle d'équilibre homogène) sur lequel nous greffons un modèle de tension de surface basé sur les équations de Navier Stokes & Korteweg compressibles. Nous réalisons en somme une étude sur l'influence de la tension de surface sur le phénomène de collapse. Nous utilisons un code de volumes finis dont la discrétisation spatiale est assurée par méthode des moindres carrés mobiles. Combinée à un solveur de Riemann de type SLAU, le modèle numérique permet d'outre passer les difficultés liés à la nature du phénomène de cavitation qui sont principalement les forts gradients qui subsistent à travers l'interface liquide-vapeur. L'autre point traité dans la thèse est la détermination d'un coefficient capillaire numérique qui correspond à une tension de surface réelle en fonction de l'épaisseur de l'interface artificiellement élargie pour un maillage donné. / Cavitation is the transformation of a liquid into vapor which is caused by a pressure drop below the vapor saturation pressure. This phenomenon usually occurs in turbine engines that interact with liquids like: hydraulic pumps, injectors, inductors or boat propellers. View its negative effects: noise, vibrations, damage to the metal and decreased performance, it should be included in the design of turbomachinery The main objective of this thesis is to model this phenomenon so as to reproduce the nucleation, convection and the implosion of cavitation bubbles. We rely on a diffuse interface model (the homogeneous equilibrium model) on which we graft a surface tension model based on compressible Navier Stokes & Korteweg equations. We study the influence of surface tension on the bubble collapse. We used a finite volume approach whose spatial discretization is made by moving least squared method. Coupled with a Riemann solver called SLAU, the numerical model can go further difficulties related to the nature of the cavitation phenomenon which is mainly the strong gradients that remain through the liquid-vapor interface. Another issue addressed in this thesis is the determination of a numerical capillary coefficient which corresponds to a real surface tension in function of the thickness of the artificially extended interface for a given mesh.