Os concretos de alta resistência, produzidos com reduzidas relações água/aglomerante, constituem um avanço que está cada vez mais difundido na engenharia civil, dadas suas características técnicas atraentes, relacionadas aos ganhos em termos de resistência mecânica e durabilidade. No entanto, persistem ainda dúvidas relacionadas ao comportamento deste material frente a elevadas temperaturas. As mesmas derivam da microestrutura muito compacta e da baixa permeabilidade a líquidos e gases destes concretos. Estas características podem conduzir a desplacamentos explosivos sob certas condições térmicas e mecânicas, tais como as vigentes durante o rápido aquecimento do concreto em casos de incêndios. O acréscimo de pressão nos poros, devido à evaporação de água e às tensões geradas pelos gradientes de deformações térmicas, criam condições para a ocorrência destes desplacamentos. Além disto, o material concreto sofre alterações microestruturais consideráveis durante o aquecimento, que acabam influenciando suas propriedades macroestruturais, tais como resistência mecânica e porosidade. Estas alterações apresentam natureza física e química, envolvendo a perda de água, a ocorrência de expansões e/ou contrações térmicas e as modificações no arranjo cristalino de alguns constituintes. A superposição destes efeitos pode reduzir substancialmente a resistência dos elementos estruturais, levando edificações ao colapso. Pesquisas relacionadas ao tema são usualmente voltadas ao monitoramento dos sinais externos de degradação, tais como microfissuras, expansões e desplacamentos Já as alterações físico-químicas da microestrutura do material são menos examinadas, embora sejam as razões primárias do processo de degradação pela exposição ao calor. Nesta pesquisa, analisam-se as alterações microestruturais e as perdas de resistência de pastas, argamassas e concretos em virtude do aquecimento. Avalia-se ainda a eficiência da adição de fibras de polipropileno ao concreto, para controlar os desplacamentos. Os resultados indicam que o fenômeno do desplacamento explosivo realmente inspira cuidados, mas que o emprego das fibras pode minimizar o mesmo, contribuindo para o acréscimo da resistência residual. Ademais, os dados desta pesquisa contribuem para o desenvolvimento de metodologias de projeto mais adequadas às estruturas frente a incêndios. Palavras chave: concreto de alta resistência, desplacamentos, altas temperaturas, incêndio.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-08T17:17:12Z No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-03T22:48:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T22:48:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / As características mecânicas e químicas dos produtos metálicos solidificados dependem do arranjo microestrutural, mais especificamente do tamanho de grão e espaçamentos celulares ou dendríticos, das heterogeneidades de composição química, do tamanho, forma e distribuição das inclusões. A fusão de metais e, consequentemente, a solidificação, são etapas importantes na obtenção dos mais variados bens no nosso dia-a-dia. Neste trabalho, foram conduzidos experimentos de solidificação unidirecional em regime transiente (vertical ascendente) para asolidificação de ligas do sistema alumínio-níquel. Esta análise visa investigar experimentalmente o efeito das composições nos principaisparâmetros do processo de solidificação e sua influência nas estruturas de solidificadas. Após a obtenção dos lingotes e registrados das variações de temperatura, foram determinados os seguintes parâmetros de solidificação: velocidade de avanço da frente de solidificação, gradiente de temperatura em frente à isoterma liquidus, taxa de resfriamento e tempo local de solidificação. As macroestruturas obtidas evidencia estruturas colunares e as microestruturas aspecto dendrítico determinados através da microscópia óptica. É estabelecida no trabalho uma comparação entre os espaçamentosdendríticos e interdendríticos em relação adição do cobre determinadas pela microscópia eletrônica de varredura (MEV). Osespaçamentos dendríticosprimários experimentais referentes a solidificação das ligas Al2%Ni com 0,5%; 1,0% e 1,5%, são usados para estimar o módulo de elasticidade através do ensaio Sonelastic , dureza Brinell e microdurezaVickers correlacionando-os seus valores em relação ao efeito da adição do cobre com teores variados. / The mechanical and chemical characteristics of the solidified metal products depend on the microstructural arrangement, more specifically on grain size and cellular or dendritic spacing, heterogeneities of chemical composition, size, shape and distribution of inclusions, etc. The fusion of metals and, consequently, the solidification are important steps in obtaining the most varied goods in our daily life. In this work, unidirectional solidification experiments were carried out in a transient regime (vertical ascending). The study of the solidification of metals and alloys in metal / mold system aims to find ways to combine the best desired characteristics and at the same time prevent the occurrence of defects during the solidification process, considering the importance of the correlation of the mechanical properties of A piece with structural morphology, at the microstructural levels. This analysis aims to experimentally investigate the effect of the compositions on the main parameters of the solidification process and their influence on the solidified structures. After the ingots were obtained and recorded of the temperature variations, the following solidification parameters were determined: solidification front feed rate, temperature gradient in front of the liquidus isotherm, cooling rate and local solidification time. The obtained macrostructures evidences columnar structures and dendritic aspect microstructures determined by optical microscopy. A comparison between dendritic and interdendriticspacings in relation to copper addition determined by scanning electron microscopy (SEM) is established in the paper. The experimental primary dendritic spacings referring to the solidification of Al2% Ni alloys with 0.5%; 1.0% and 1.5% are used to estimate the modulus of elasticity through the Sonelastic test, Brinell hardness and Vickers microhardness, correlating their values in relation to the effect of the addition of copper with varied contents.

O presente trabalho teve como objetivo analisar o comportamento do crescimento de trinca em corpos de prova ensaiados a 538 °C retirados de uma junta soldada do aço 2 1/4 Cr 1 Mo de uma tubulação de 2,5 polegadas de espessura e 20 polegadas de diâmetro, que operou 100.000 horas a uma pressão de 115 kgf/cm2 (11,5 MPa). Foram comparadas as velocidades de propagação de trinca da zona afetada pelo calor, interface ZAC/metal de solda e metal de solda das juntas soldadas em função do fator de intensidade de tensões na ponta da trinca (K) e do fator não linear C*. Além dos ensaios em atmosfera normal, alguns testes de propagação de trinca em alta temperatura foram realizados com atmosfera inerte com o objetivo de avaliar a formação e a influência dos óxidos na velocidade de propagação da trinca. Os experimentos realizados incluem a avaliação metalográfica, fractográfica, ensaios de mecânica da fratura em alta temperatura e ensaios termogravimétricos. Os resultados indicaram que o material apresentou maior velocidade de propagação de trinca na região de interface ZAC/MS, para um mesmo valor de K e de C*, região esta onde foi encontrada uma mudança microestrutural acentuada; e que a atmosfera inerte de argônio não diminuiu a velocidade de propagação da trinca. / The aim of this present work is to characterize the crack growing behaviour in a welded joint of the 2 1/4 Cr, 1 Mo steel of a steam pipe, with 2,5 inches of thickness and 20 inches of diameter, that worked at 115 Kgf/cm2 (11 ,5 MPa) pressure for 100.000 hours. The cracking propagation rates were compared between heat affected zone, interface HAZ/weld and weld of a weld joint as a function of the K and C*. Also some tests of cracking propagation in high temperature were made with inert atmosphere with the objective of to analyse the influence of the oxides in the crack propagation rate. The performed experiment included metallographic evaluation, fractography, tests of fracture mechanics in high temperature and thermogravimetry tests. The results indicated that cracking showed more velocity in the region of interface of the HAZ/weld for a same K and C*, region where there was changes in the microstructure; and that the inert atmosphere didn't affect the cracking growth rate.

Este trabalho buscou analisar as características de ruptura e os mecanismos de propagação de trinca em alta temperatura de aços inoxidáveis austeníticos do tipo AISI 304. Foram comparadas as características de aços nunca expostos a trabalho, de aços envelhecidos em laboratório, de aços que trabalharam por mais de 105 horas em linha de craquearnento catalítico em temperaturas da ordem de 650-730°C e destes mesmos aços expostos a trabalho submetidos a tratamentos de solubilização. Os tratamentos de envelhecimento nos aços novos e de solubilização nos aços expostos a trabalho foram realizados com o intuito de enfatizar a influência de precipitados de segunda fase na resistência e nos mecanismos de propagação de trinca em alta temperatura do aço inoxidável, sendo as partículas de segunda fase precipitados de carbonetos e componentes intermetálicos. Cada grupo de teste foi realizado mediante a aplicação de carga constante em corpos de prova pré-trincados (disk-shaped ) mantidos a urna temperatu ra constante de 600°C, tendo corno parâmetro principal de comparação o nível inicial de intensidade de tensões aplicado à ponta da trinca. / This work aims to analyse rupture and crack propagation mechanisms during AISI 304 high temperature expossure. Virgin materials, laboratory aged materials, service exposed materials that worked for more than 100 000 hours in catalitic lines in a temperature range of 923-1003 K and these service exposed materials solution treated were compared. Aging and solution treatments were made to give emphasis on second phase particles influence in high temperature resistance and crack growth, and th is particles are either carbide phases or intermettalic phases. Each group of tests were carried out under constant load and temperature (873 K) in compact-tension disk shaped specimens, with the initial stress intensity factor in crack tip being the main parameter to compare the performance ofthe materials.

A técnica de PCI (Pulverized Coal Injection), já consolidada mundialmente, destaca-se como alternativa tecnológica para uma produção mais limpa de ferro via alto-forno. A injeção de carvão pulverizado pelas ventaneiras do alto-forno promove a formação de gases termoredutores para o processo, permitindo a substituição parcial do coque. A prática de seleção dos carvões para PCI geralmente se restringe a avaliação da matéria carbonosa. No entanto, quando se almeja obter elevadas taxas de injeção, é também de grande relevância o conhecimento da matéria mineral contida no carvão. A perda de permeabilidade na região inferior do alto-forno em altas taxas de PCI, muitas vezes pode estar relacionada às cinzas remanescentes da combustão do carvão. Esse estudo teve o propósito de avaliar o comportamento das cinzas de carvões em altas temperaturas relacionando com sua composição química e mineralógica.Quatro carvões para uso em PCI foram selecionados e tiveram, inicialmente, suas composições mineralógicas analisadas via DRX. Posteriormente, estes carvões foram submetidos à combustão para obtenção das cinzas que foram submetidas às seguintes análises: química (FRX), mineralógica (DRX), teste de fusibilidade, ensaio de viscosidade e aquecimento a altas temperaturas. As amostras apresentaram composições químicas e mineralógicas distintas que conseqüentemente refletiram no comportamento das cinzas em altas temperaturas. A análise dos resultados permitiu identificar principalmente que: as amostras ricas em alumínio apresentam elevadas temperaturas de fusibilidade, as fases minerais ilita e quartzo tendem a baixar a temperatura de amolecimento das cinzas, os elevados teores de quartzo dificultam a fluidez do material e elementos minoritários como Ca, S, Mg, K e Na influem positivamente no escoamento das cinzas do carvão. As cinzas do carvão 2 apresentaram o melhor desempenho quando se busca otimizar as condições referentes a técnica de PCI, visto que estas se mostraram fluidas em baixas temperaturas e com os menores valores de viscosidade frente às demais amostras. / The PCI (Pulverized Coal Injection) tecnique, already consolidated worldwide, stands out as a technological alternative for a cleaner production of iron through the blast furnace. The pulverized coal injection through the blast furnace tuyeres promotes the formation of thermoreductive gases to the process, allowing the partial substitution of coke. The selection practice of coals for PCI is generally restricted to the evaluation of the carbonaceous matter. However, when one searches to obtain high rates of injection, the knowledge of mineral matter contained in coal is also very relevant. The decrease of the permeability in the low region of the blast furnace in high rates of PCI, can usually be related to the remaining ashes of coal combustion. This work intended to evaluate the behavior of the coal ashes in high temperatures relating it to its chemical and mineralogical composition. Four kinds of coal for use in PCI were selected and had, initially, its mineralogical compositions analyed by XRD. After this, these coals were subjected to combustion to obtain the ashes that were subjected to the fllowing analysis: chemical (XRF), mineralogical (XRD), fusibility (heating microscopy) and viscosity (rotational viscometer). The samples showed distinct chemical and mineralogical compositions, that consequently reflected in the fusibility and viscosity behavior of the ashes. The analysis of the results made it possible to identify that: the samples with high levels of aluminium showed high temperatures of fusibility, the illite and quartz mineral phases tend to decrease the softening temperature of the ashes, the high levels of quartz decrease the fluidity of the ashes and minor elements such as Ca, S, Mg, K and Na influence positively in the fluidity of coal ashes. The ashes of coal 2 presented the best performance when one seeks to optimize the conditions regarding the PCI technique, given that these turned out to be fluid in low temperatures and with with the lowest viscosity values among the samples analysed.

Os concretos de alta resistência, produzidos com reduzidas relações água/aglomerante, constituem um avanço que está cada vez mais difundido na engenharia civil, dadas suas características técnicas atraentes, relacionadas aos ganhos em termos de resistência mecânica e durabilidade. No entanto, persistem ainda dúvidas relacionadas ao comportamento deste material frente a elevadas temperaturas. As mesmas derivam da microestrutura muito compacta e da baixa permeabilidade a líquidos e gases destes concretos. Estas características podem conduzir a desplacamentos explosivos sob certas condições térmicas e mecânicas, tais como as vigentes durante o rápido aquecimento do concreto em casos de incêndios. O acréscimo de pressão nos poros, devido à evaporação de água e às tensões geradas pelos gradientes de deformações térmicas, criam condições para a ocorrência destes desplacamentos. Além disto, o material concreto sofre alterações microestruturais consideráveis durante o aquecimento, que acabam influenciando suas propriedades macroestruturais, tais como resistência mecânica e porosidade. Estas alterações apresentam natureza física e química, envolvendo a perda de água, a ocorrência de expansões e/ou contrações térmicas e as modificações no arranjo cristalino de alguns constituintes. A superposição destes efeitos pode reduzir substancialmente a resistência dos elementos estruturais, levando edificações ao colapso. Pesquisas relacionadas ao tema são usualmente voltadas ao monitoramento dos sinais externos de degradação, tais como microfissuras, expansões e desplacamentos Já as alterações físico-químicas da microestrutura do material são menos examinadas, embora sejam as razões primárias do processo de degradação pela exposição ao calor. Nesta pesquisa, analisam-se as alterações microestruturais e as perdas de resistência de pastas, argamassas e concretos em virtude do aquecimento. Avalia-se ainda a eficiência da adição de fibras de polipropileno ao concreto, para controlar os desplacamentos. Os resultados indicam que o fenômeno do desplacamento explosivo realmente inspira cuidados, mas que o emprego das fibras pode minimizar o mesmo, contribuindo para o acréscimo da resistência residual. Ademais, os dados desta pesquisa contribuem para o desenvolvimento de metodologias de projeto mais adequadas às estruturas frente a incêndios. Palavras chave: concreto de alta resistência, desplacamentos, altas temperaturas, incêndio.

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-22T09:46:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mata_MarioEduardoRangelMoreiraCavalcanti_D.pdf: 18630997 bytes, checksum: 648f07cd566923edd156e44b6c58d028 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: No início da secagem a semente requer energia para evaporar a água e a ação da temperatura elevada sobre a qualidade fisiológica das sementes deve ser menor. Com o decorrer da secagem essa quantidade de água vai ficando menos disponível na periferia da semente, provocando um aumento de temperatura no seu tegumento. Assim, uma investigação mais profunda se faz necessária no sentido de determinar-se a partir de que ponto a semente começa a ser afetada na sua qualidade fisiológica pela ação da secagem as altas temperaturas (> 45°C). Uma vez identificado este ponto é possível que a secagem possa ser prosseguida com temperaturas menores, no entanto, o maior risco de diminuição da qualidade fisiológica devido a altas umidades já foi eliminado. O presente trabalho baseado neste princípio teve como principal objetivo identificar até que ponto as sementes de feijão variedade "carioca" podem ser secas a altas temperaturas sem que a sua qualidade seja afetada. Como, após a secagem, pode-se levar para o armazenamento efeitos latentes dessa secagem feita a altas temperaturas, que inicialmente não são identificados, este trabalho teve também como objetivo verificar se a secagem conduzida a altas temperaturas por determinados períodos de tempo de modo a não afetar a qualidade fisiológica das sementes, aparecem durante o seu armazenamento. Portanto, para melhor organização desta pesquisa este trabalho foi dividido em 5 Capítulos: No primeiro (1o) Capítulo foram estudadas as propriedades fisicas das sementes de feijão necessárias à secagem e à simulação determinando-se as curvas de sorção e dessorção, calor latente de vaporização, calor específico e forma e tamanho do feijão; no segundo (2o) Capítulo o estudo refere-se às curvas de secagem em camada delgada levando-se em consideração a influência da temperatura, teor de umidade inicial, umidade relativa e velocidade do ar de secagem, para tanto foram testadas as equações de difusão de líquido simplificada com um e dois termos da série e as propostas por Page e Thompson. O terceiro (3o) Capítulo é dedicado a estudar o efeito da secagem a altas temperaturas por curtos períodos de tempo na qualidade fisiológica das sementes de feijão com a finalidade de identificar até que teor de umidade as sementes podem ser secas a altas temperaturas sem que a sua qualidade fisiológica seja afetada e qual é o tempo correspondente de residência no secador. O quarto (4o) Capítulo é destinado ao estudo da simulação de secagem das sementes de feijão utilizandose o modelo de Thompson em secador de leito fixo com base nas equações obtidas no primeiro e segundo Capítulos e levando-se em consideração as situações favoráveis obtidas no terceiro Capítulo. No quinto (5o) Capítulo foi estudada a armazenabilidade das sementes de feijão por 12 meses quando secas a altas temperaturas por curtos períodos de tempo e secagem complementar a 40°C com a finalidade de determinar se algum efeito latente da secagem a altas temperaturas por curtos período de tempo foi levado para o período de armazenagem dessas sementes. Diante dos resultados obtidos pode-se concluir que: a) Para as faixas de temperaturas de 10 a 60°C e umidades relativas de 10 a 90%, o teor de umidade de equilibrio é maior quando obtida pelo processo de dessorção do que pelo processo de sorção o que caracteriza a existência do fenômeno de histerese nas sementes de feijão "carioca"; b) Das equações estudadas para representar as curvas de dessorção e sorção das sementes de feijão, a que apresenta o melhor coeficiente de determinação é a de Roa, sendo que, para as isotermas de dessorção, a equação de Henderson modificada por este autor, pode expressar satisfatoriamente os dados experimentais; c) O calor latente de vaporização das sementes de feijão cresce com a diminuição do teor de umidade do produto de 35 para 5 % base seca e com o aumento da temperatura de 10 para 60°C, sendo esta variação de 577,46 a 699,94 kcal. kg -1; d) O calor específico do feijão em estudo varia linearmente de 1026,43 a 1458,52 J.kg-1.°C-1 para um aumento do teor de umidade de 5 a 45 % base seca; e) O raio da esfera equivalente das sementes de feijão variam linearmente com o aumento do seu teor de umidade de 10 para 45 % base úmida e a equação é expressa por: r = 0,333985 + 0,00183.Ui; t) A equação proposta por Page é a que melhor representa os dados experimentais quando se compara esta equação com as equações de difusão líquida simplificada utilizando-se um e dois termos da série e a proposta por Thompson; g) Não foi verificado neste trabalho, efeito da velocidade do ar de 0,2 a 0,8 m.s-l na taxa de secagem das sementes de feijão; h) Na taxa de secagem determinada pela equação de Page apenas o coeficiente K expressa sua dependência em função da umidade relativa do ar, sendo a equação genérica dada por: RU=[( -0,20348.Ui 0,366578 .T 0,7911066)*(0,002514-1,9568.10-5 .UR+ 1,83637.1 0-(UR)2)].t 0,605977; i) A secagem das sementes de feijão pode ser realizada a altas temperaturas desde que os tempos de residência no secador sejam obedecidos para cada temperatura e teor de umidade inicial; j) À temperatura de 45°C e teor de umidade inicial das sementes de 35 e 25 % b.s., a secagem pode ser realizada até o teor de umidade final de armazenagem que as sementes não serão afetadas na sua qualidade fisiológica. Para o teor de umidade inicial de 45 % b.s. o tempo de residência no secador, para que a qualidade fisiológica das sementes não seja afetada, é de 360 minutos o que corresponde. uma secagem até o teor de umidade de 17% b.s. O restante da secagem deve ser feita a 40°C até o teor de umidade de 13,5 % b.s.; k) À temperatura de 50°C e teor de umidade inicial das sementes de 25 % b.s. a secagem pode ser realizada até o teor de umidade final de armazenagem que as sementes não serão afetadas na sua qualidade fisiológica. Para os teores de umidade inicial de 45 e 35% b.s. os tempos de residência no secador, para que a qualidade fisiológica das sementes não seja afetada, são de 87 e 60 minutos o que corresponde uma secagem de 45% até 21,5% b.s. e de 35% até o teor de umidade de 28,8% b.s., respectivamente; I) À temperatura de 60°C as secagens das sementes podem ser realizadas dos teores de umidade inicial de 25, 35 e 45% b.s. até os teores de umidade final de 17, 24,5 e 32,5% b.s., respectivamente, que as sementes não serão afetadas na sua qualidade fisiológica. Estas secagens correspondem respectivamente a um tempo de residência no secador de 70,40 e 30 minutos; m) À temperatura de 70°C as secagens das sementes podem ser realizadas dos teores de umidade inicial de 25,35 e 45% b.s. até os teores de umidade final de 19,5, 27,5 e 37,5% b.s., respectivamente que as sementes não serão afetadas na sua qualidade fisiológica. Estas secagens correspondem respectivamente a um tempo de residência no secador de 25, 15 e 10 minutos; n) A compatibilidade entre os dados experimentais e os simulados validam o modelo de Thompson para a secagem de sementes em camada espessa dentro de uma faixa de temperatura de 40 a 70°C e teor de umidade inicial das sementes de 45 a 25 % base seca, sendo que as equações de dessorção, calor latente de vaporização, calor específico e de secagem em camada delgada específicas para este produto, e determinadas neste trabalho, são as principais responsáveis por esta validação; o) As secagens de sementes de feijão em camada espessa, podem ser feitas a temperatura de 70°C por uma hora (1 h) e teor de umidade inicial de 25% b.s.; ou a 60°C por uma hora e meia (1,5 h.) e teor de umidade inicial de 25 % b.s. ou ainda a 60°C por duas horas e meia (2,5 h.) e teor de umidade inicial de 35% b.s.com complementar secagem a 40°C até o teor de umidade de 13,5 % b.s., que as sementes não serão afetadas na sua qualidade fisiológica logo após a secagem; p) As sementes de feijão secas as temperaturas de 40 e 50°C não apresentam diferenças significativas entre si na sua qualidade fisiológica, quando armazenadas as temperaturas de 10,20 e 30°C; q) Secagem das sementes de feijão a 70°C por uma hora (1 h) e secagem complementar a 40°C provoca um efeito degenerativo latente e este aparece com mais evidência quando as sementes são armazenadas a 30°C; na armazenagem a 20°C este efeito aparece moderadamente e praticamente não se evidencia quando as sementes são armazenadas a 10°C / Abstract: At the beginning of the drying the seed requires energy to evaporate water particles and the action of the high temperature on the physiological quality of the seeds must be smaller. Throughout the drying this amount of water is less available in the periphery of the seed and this causes an increase in temperature in its tegument. Therefore, a deeper investigation is necessary to determine from what point the seed starts to be affected in its physiological quality by the drying action at high temperatures (> 45°C). Once this point is identified, it is possible to go on with the drying at lower temperatures. However, the greater risk due to the reduction of the physiological quality has already been eliminated. The main objective of this work, which is based on this principle, is to identify to what extent the "carioca" bean seeds can be dried at high temperatures without is quality being affected. An additional objective of this work was to check if drying conducted at high temperatures for determined periods of time can take latent degenerative effects to the storing period. Therefore, for a better organization of this research, this work has been divided into 5 Chapters: In the first (1st.) Chapter the bean seeds physical properties required for drying and the simulation determining the sorption and desorption curves, vaporization latent heat, specific heat and shape and size of the beans, in the second (2nd.) Chapter the study refers to the curves of drying in thin layers, taking the influence of temperature into consideration, initial moisture content, relative humidity and drying air velocity. To do so, the liquid diffusion equations with one or two terms of the series and those proposed by Page and Thompson were tested. The third (3rd.) Chapter is dedicated to the study of the effect of drying at high temperatures for short periods of time on the physiological quality of the bean seeds in order to identify up to what moisture content seeds can be dried at high temperatures without affecting their physiological quality and what is the corresponding time of residence in the drier. The fourth (4th.) Chapter is dedicated to study the simulation of bean seeds drying using the Thompson model on a fixed bed drier based on equations obtained in the first and second Chapters and taking into consideration the favorable situations obtained in the third Chapter. On the fifth (5th.) Chapter the storability of bean seeds was studied for 12 months when dried at high temperatures for short periods of time and complementary drying at 40°C in order to determine if any latent effects of drying at high temperatures for short periods of time was taken to the period of storage of these seeds. Considering the results obtained, we can conclude that: a) For the temperature ranges from 10 to 60°C and relative humidities from 10 to 90%, the equilibrium moisture content is greater when obtained by the desorption process than by the sorption process, which characterizes the existence of the phenomenon of hysteresis in the "carioca" bean seeds; b) Out of the equations studied to represent the desorption and sorption curves of bean seeds, the one that presents the best determination coefficient is the Roa equation and, for the desorption isotherms, Henderson equation modified by this author, can express satisfactorily the experimental data; c) The vaporization latent heat of bean seeds increases with the decrease in the moisture content ofthe product from 35 to 5 % dry basis and with the increase in temperature from 10 to 60°C. This variation is from 577.46 to 699.94 kcal. kg-1; d) the specific heat of the beans under study varies linearly from 1026.43 to 1458.52 J.kg-1 .°C-1 for an increase in moisture content from 5 to 45 % dry basis; e) the radius of the equivalent sphere of the bean seeds varies linearly with the increase of their moisture content from 10 to 45 % wet basis and the equation is expressed by: r = 0.333985 + 0.00183.Ui; 1) The equation proposed by Page is the one that best represents the experimental data when comparing this equation to the simplified liquid diffusion equations using one and two terms of the series and the one proposed by Thompson; g) In this work we did not verify the effect of the air velocity from 0.2 to 0.8 m.s-1 on the drying rate of the bean seeds; h) In the drying rate determined by Page equation only the coefficient K expresses its dependence to the air relative humidity, and the generic equation is given by: RU=[( -0,20348.Ui 0,366578 .T 0,7911066)*(0,002514-1,9568.10-5 .UR+ 1,83637.1 0-(UR)2)].t 0,605977; i) The drying of bean seeds can be made at high temperatures provided that the times of residence in the drier are respected for each temperature and initial moisture content.. j) At the temperature of 45°C and initial moisture content of the seeds of 35 and 25 % d.b. drying can be made up to the final storage moisture content, and seeds are not affected in their physiological quality. For the initial moisture content of 45 % d. b. the time of residence in the drier, in order not to affect the physiological quality of the seeds, is 360 minutes, which corresponds to a drying up to the moisture content of 17% d. b. The rest of the drying should be made at 40°C up to the moisture content of 13.5 % d. b. k) At the temperature of 50°C and initial moisture content of the seeds of25 % d.b. drying can be made up to the final storage moisture content, and seeds will not be affected in their physiological quality. For the initial moisture content of 45 and 35% d.b. the time of residence in the drier in order not to affect the physiological quality of the seeds, is 87 and 60 minutes, which corresponds to a drying of 45% up to 21.5% d.b. and of 35% up to the moisture content of 28.8% d.b., respectively; I) At the temperature of60 °c, the drying of the seeds can be made from the initial moisture contents of25, 35 and 45% d.b. up to the final moisture contents of 17,24.5 and 32.5% d.b., respectively, and seeds will not be affected in their physiological quality. These dryings correspond respectively to a time of residence in the drier of 70, 40 and 30 minutes; m) At the temperature of 70°C, the dryings of the seeds can be made from the initial moisture contents of25, 35 and 45% d.b. up to the final moisture contents of 19.5,27.5 and 37.5% d.b., respectively, and seeds will not be affected in their physiological quality. These dryings correspond respectively to a time of residence in the drier of 25, 15 and 10 minutes; n) The compatibility among experimental data and the simulated data validate the Thompson model for seed drying in thick layers within a temperature range from 40 to 70°C and initial moisture content of seeds from 45 to 25 % dry basis. The desorption equations, vaporization latent heat, specific and drying heat in thin layers specific for this product and determined in this work, have the main responsibility for this validation; o) The drying of bean seeds in thick layers can be made at a temperature of 70°C for one hour (1 h) and initial moisture content of 25% d.b.; or at 60°C for one and a half hours (1.5 h.) and initial moisture content of 25 % d.b. or still at 60°C for two and a half hours (2.5 h.) and initial moisture content of35% d.b. with complementary drying at 40°C up to the moisture content of 13.5 % d.b., and seeds will not be affected in their physiological quality right after drying; p) Bean seeds dried at temperatures of 40 and 50°C do not have significant differences on from the other as to their physiological quality, when stored at temperatures of 10,20 and 30°C; q) Drying of bean seeds 70°C for one hour (1 h) and complementary drying at 40°C causes a latent degenerative effect and this shows more evidently when seeds are stored at 30°C; in the storage at 20°C this effect appears moderately and practically is not evident when seeds are stored at 10°C / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Iris Concepcion Linares de Torriani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-28T17:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarciaPerez_OscarArmando_D.pdf: 2976097 bytes, checksum: 27d0af1fc5611b89d5dc212a9dabb9de (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Usando difração de raios X com a técnica de pó em baixas temperaturas (15 - 300 K), estudamos as propriedades estruturais de vários compostos com estrutura tipo perovskita que pertencem à série de Ruddlesden-Popper (R-P)An+1BnX3n+1 com n = 1, 2 e ¥. Neste tipo de compostos as propriedades estruturais estão fortemente correlacionadas com as propriedades magnéticas e de transporte. Para obter os parâmetros estruturais, refinamos os difratogramas usando o método de Rietveld. Neste trabalho os seguintes problemas foram abordados: (1) Nos compostos La2Ni1-xLixO4 (R-P n = 1) estudamos a relação c/a. No caso x = 0.0 ela diminui sensivelmente com a temperatura. Para x = 0.5, os nossos resultados confirmam o ordenamento parcial dos cátions Li e Ni nos sítios metálicos, o que gera uma superestrutura com grupo espacial Ammm. A relação c/a aumenta uniformemente quando a temperatura diminui. Isto é interpretado em termos da estabilização da configuração de baixo spin Ni3+ (3d7)2A1g no octaedro NiO6 distorcido pelo efeito Jahn-Teller. (2) Em monocristais de La1.2Sr1.8Mn2O7 (R-P n = 2) verificamos a influência das condições de preparação nas propriedades estruturais e a existência de anomalias na rede ao redor da temperatura de Curie TC. (3) Para a série LaMnO3+d (0.0 < d < 0.14) reportamos um efeito anisotrópico da estequiometria (d) sobre a estrutura a T = 300 K; quando aumentamos o d, o parâmetro a diminui rapidamente, b aumenta e, c se mantem constante. Em baixas temperaturas os parâmetros de rede apresentam anomalias perto das temperaturas de transição magnética o que mostra a correlação entre as propriedades magnéticas e estruturais. (4) Para o sistema La1-xCaxMnO3 reportamos drásticas mudanças nos parâmetros de rede no intervalo 1/2 £x £ 4/5 em baixas temperaturas; além disso, ocorre o ordenamento de cargas para oLa0.2Ca0.8MnO3ao redor de 190 K. (5) Na série (La1-yNdy)2/3Ca1/3MnO3 , para x = 0.5 mostramos um efeito de histerese unidimensional na estrutura cristalina; abaixando e subindo a temperatura, o parâmetro de rede c apresenta distintos comportamentos correlacionados com a temperatura de Curie, (TC); esta histerese é menor para x = 0.6 e não existe para x = 0.0 e 1.0 / Abstract: Using X-ray powder diffraction, we studied the structural properties in low temperatures (15 - 300 K) of several compounds with perovskite type structure which belong to Ruddlesden-Popper (R-P) series An+1BnX3n+1 with n = 1, 2 e ¥. In this type of compounds the structural properties are strongly correlated with the magnetic and transport properties. To obtain the structural parameters, we refined the model using the Rietveld Method. In this work the following problems were investigated: (1) In the compounds La2Ni1-xLixO4 we studied the c/a ratio. In the x = 0.0 case its decrease sensitively with the temperature. For x = 0.5, our results confirm the partial ordering of the Li and Ni cations at metals sites, this generate an Ammm space group superstructure. The c/a ratio uniformly increases when the temperature decrease. This is interpreted in terms of the stabilization of the Ni3+ (3d7)2 A1g low-spin configuration in the NiO6 Jahn-Teller distorted octahedro. (2) In La1.2Sr1.8Mn2O7 monocrystals (R-P, n = 2), we verified the influence of the sample's preparation conditions on the structural properties and the existence of lattice anomalies around the Curie temperature TC. (3) For the LaMnO3+d (0.0 < d < 0.14) series we reported an anisotropic effect of the stoichiometry on the structure at T = 300K; when d increase, a parameter decrease rapidly, b increase, and c remain constant. At low temperatures the lattice parameters show anomalies around the magnetic transition temperature; this show the correlation between the magnetic and structural properties. (4) For the La1-xCaxMnO3 system we reported drastic changes in the lattice parameters in the interval 1/2 £x £ 4/5 in low temperatures; moreover, happen the charge ordering for La0.2Ca0.8MnO3 around of 190 K. (5) In the (La1-yNdy)2/3Ca1/3MnO3 series, for x = 0.5 we showed an unidimensional hysteresis effect in the crystalline structure; lower and upper the temperature, the c lattice parameter shows different behaviors that are correlations with the Curie temperature TC; this hysteresis is smaller for x = 0.6 and not existed for x = 0.0 and 1.0 / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Daltro Garcia Pinatti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-12T00:05:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_Olegario_D.pdf: 3696439 bytes, checksum: 1a22fabb29e6cc4003a8d873703d0c9c (MD5) Previous issue date: 1978 / Resumo: Medimos o calor específico de filmes de 3He e 4He adsorvidos em grafite esfoliado ( "Grafoil" ) previamente coberto com uma , camada de cripitonio (Kr), para densidades atômicas superficiais, variando de 0,01 a 0,11 Å-2 ( de 0,1 a 1,2 de uma camada completa ), no intervalo de temperatura entre 0,1 e 5 K. Observamos que a baixas densidades a temperatura de condensação do 4He / Kr-Gr se desloca de aproximadamente l K para a região de altas temperaturas, em relação ao 4He / - Gr. O 3He / Kr-Gr a baixas densidades apresenta um pico no calor específico a l K análogo ao observado por Crary e Vilches em 3He / Ar-Gr. Acima da temperatura de condensação ambos os isótopos podem ser descritos corno um gás quântico imperfeito bidimensional utilizando a expansão virial até o coeficiente de segunda ordem. A baixas temperaturas, abaixo das temperaturas de condensação, há possibilidade que os filmes de ambos os isótopos possa coexistir em duas fases em equilíbrio. A densidades intermediárias, próximas de 0,0588 Å-2, ambos os isótopos apresentam, aparentemente, uma fase epitaxial em que a metade dos lugares para adsorção está ocupada por átornos de He. A temperatura crítica nessa fase é de 4,3 K para o 4He e 5K para o 3He. Os filmes de He em consideração foram adsorvidos numa camada de Kr de densidade 0,0753 Å-2. A uma densidade superficial de Kr igual a 0,0686 Å-2 ( 9% menos ) a temperatura de condensação do 4He se desloca para a região de altas temperaturas e a temperatura crítica da fase epitaxial se desloca para a região de baixas temperaturas. As isotermas de pressão de vapor indicam que uma monocamada de 4He se completa a uma densidade próxima de 0,075 Å-2. Acima dessa densidade os filmes de 4He se comportam, até a densidade 0,0800 Å-2, como um sólido bidimensional a baixas temperaturas. As temperaturas de fusão e de Debye e a densidade na fase sólida são consistentes com os dados de calor específico de 4He em Grafoil. A densidade acima de 0,0800Å-2 o calor específico apresenta picos a 1,2 K devidos a condensação da segunda camada de 4He sobre a primeira sólida. A energia de ligação de um átomo de 3He no limite de densidade tendendo a zero é de 74 K admitindo os filmes como um gás bidimensional perfeito e 78 K admitindo os átomos localizados nos lugares de adsorção / Abstract: We measured the specific heat of 3He and 4He films absorbed on Kr-preplated Grafoil for densities ranged frorn 0.01 to 0.11 Å-2 ( from 0.1 to 1.2 of a completed layer ) and the temperature range extended from 0.1 to 5 K. We observed about 1 K-shift of the condensation temperature of 4He films as compared with 4He absorbed on Grafoil. The 3He films at low densities show a specific heat peak at l K similar to that observed by Crary and Vilches in 3He films absorbed on Ar-preplated Grafoil. Above the condensation temperature the films of both isotopes could be described as an imperfect two-dimensional quantum gas through the virial expansion taking into account only the second virial coefficient. There is indication of a two-fase coexistence, at low temperature, below the condensation temperature, for both isotopes. At intermediate densities, around 0.0588 Å-2, both isotopes show, apparently, an epitaxial fase with half the number of sites occupied by He atoms. The critical temperature in this fase is 4,3 K for 4He and 5 K for 3He. The films in consideration were absorbed on a Kr-layer of density 0.0753 Å-2. At a Kr-layer of density 0.0686Å-2 ( 9% less ), the condensation temperature shifts to higher temperatures and the critical temperature of the epitaxial fase shifts to lower temperatures for 4He films. From the vapor pressure isotherms we estimated a density of 0.075 Å-2 for the first 4He layer completion. Above this density the first layer behaves like a two-dirnensional solid at low temperatures. The density, melting and Debye temperatures are essentially the same of 4He on Grafoil. At densities above 0.0800 Å-2 the specific heat displays a peak at 1.2 K due the second layer condensation on top of the first layer. The binding energy of 3He is between 74 and 78 K / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Emmerich_FranciscoGuilherme_D.pdf: 3804843 bytes, checksum: 48b164a773db66bf50b8cb2e9de547b4 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Nesta tese é apresentado um modelo microscópico (modelo granular) para materiais carbonosos sólidos tratados termicamente. Inicialmente uma estrutura granular é definida na matriz carbonosa, composta por microcristalites turbostráticos tipo grafite, ligações-cruzadas e microporos. Depois, é desenvolvida uma expressão geral para calcular a fração de volume X da fase condutora da estrutura granular em função de parâmetros estruturais obtidos por difração de raios-X e espalhamento de raios-X a baixo ângulo. Então, o modelo granular em conjunto com a teoria de percolação são utilizados para explicar o comportamento da resistividade elétrica com a temperatura de tratamento térmico (TTT), onde X é o parâmetro fundamental. Na seqüência, é feito um estudo com ressonância de spin eletrônico (RSE) abrangendo as regiões de baixas e altas TTT, incluindo-se a região de transição (700-1300ºC). A elucidação da natureza dos centros de spin dessa região e a ligação com as regiões de baixas e altas TTT é cuidadosamente pesquisada. Após isto, é desenvolvida uma expressão para o módulo de elasticidade, baseada na estrutura microscópica granular do material com a participação fundamental das ligações-cruzadas, objetivando-se explicar o comportamento do módulo com a TTT. Também, o modelo granular com a expressão de X, a teoria de percolação-resistividade, o estudo de RSE, e a expressão do módulo de elasticidade são aplicados ao endocarpo de babaçu tratado termicamente até 2200ºC, que pode ser classificado como um material carbonoso não-grafítico típico, sendo apropriado para pesquisar a validade do modelo e expressões propostas. É observado que as expressões teóricas conseguem descrever bem os respectivos comportamentos experimentais. Finalmente, as medidas de parâmetros físicos e químicos do endocarpo de babaçu tratado termicamente até 2200ºC são também apresentadas. Como muitos desses parâmetros não estavam disponíveis até a presente data, estes resultados contribuem para uma melhor caracterização do material / Abstract: In this thesis a microscopic model (granular model) is presented to study heat treated carbons. Initially, a granular structure is defined in the carbon matrix, composed of turbostratic graphite-like microcrystallites, cross-linkings and micropores. Next, a general expression is developed in order to calculate the volume fraction X of the conducting phase of the granular structure as a function of structural parameters obtained from X-ray diffraction and small angle X-ray scattering. Then, the granular model and the percolation theory are used to explain the electrical resistivity behaviour with the heat treatment temperature (HTT), where X is the fundamental parameter. Next, an electron spin resonance (ESR) study of the low and high HTT ranges is presented, including the transition range (700-1300ºC). The elucidation of the spin center nature in this range and the linking with the two adjacent ranges has been carefully pursued. After this, an expression to calculate the elastic modulus (Young's modulus), based on the microscopic granular model with the fundamental participation of the cross-linkings, is developed to account for the behavior of the modulus with the HTT. Moreover, the granular model with the expression of X, the percolation-resistivity theory, the ESR study, and the expression of the elastic modulus are applied to the babassu endocarp carbon heat treated up to 2200ºC. This material can be classified as a typical non-graphitic carbon, being useful to search the validity of the model and the proposed expressions. It is observed that the theoretical expressions describe with reasonable accuracy the respective experimental behaviors. Finally, the measurements of physical and chemical parameters of the babassu endocarp treated up to 2200ºC are also included in this thesis. Since most of these parameters are not available up to date, these results contribute to a better characterization of the material / Doutorado / Física / Doutor em Ciências