Essa dissertação consiste de uma revisão dos resultados clássicos sobre a termodinâmica de buracos negros bem como de uma análise crítica das extensões recentes da relação entre a termodinâmica e a dinâmica gravitacional e suas implicações. / This dissertation consists of a revision of the classical results concerning the thermodynamics of black holes as well as a critical analysis of the recent extensions of the relationship between thermodynamics and the gravitational dynamics and its implications.

Cada vez mais a gestão de projetos está presente no dia-a-dia das grandes organizações principalmente visando à redução das perdas por não conformidade na gestão de seus projetos e à conseqüente maximização dos lucros das empresas. Problemas como estes levam à definição de medidas relacionadas ao sucesso e às perdas financeiras dos projetos, modelos de análise e principalmente de estudos de melhorias para redução destas perdas, com definição inclusive de quais os fatores críticos que tornam os projetos bem sucedidos. Esta dissertação propõe uma modelagem para a medida da eficiência da gestão de projetos por meio de uma analogia entre a teoria Termodinâmica e os processos do ciclo de vida de um projeto, caracterizados pelas suas atividades, fases e subprojetos. Entende-se o conceito de eficiência como a divisão entre o custo planejado de um projeto ou processo do mesmo e o custo real ocorrido, ou seja, o grau de sucesso do gerenciamento de um projeto, medido financeiramente. O modelo proposto relaciona os modelos e equações termodinâmicas, principalmente com referência às medidas de eficiência térmica em uma turbina, com os processos de um projeto. Modelam-se então para cada atividade, fase ou subprojeto um processo, equações análogas, descritas com as variáveis da metodologia de gerenciamento do valor agregado, que permitem o cálculo das perdas no processo estudado e principalmente da eficiência da atividade, fase ou subprojeto. Identificaram-se três grupos que influem na eficiência como fatores de \'geração de entropia\', analogamente à Termodinâmica: complexidade, incerteza e maturidade da organização. Estudos de caso mostram a fundamentação do modelo proposto, e a relação entre os fatores críticos de sucesso propostos e a eficiência dos projetos estudados. / More and more the project management is inside the international corporations, mainly due to their needs of reducing the non conformance costs generated by their projects and maximizing their profits. Those problems lead to the need of determination of measures related to project success, project\'s losses, analysis\' models and studies concerning losses reduction, including the definition of the critical factors for project\'s success. This dissertation proposes a model capable of measuring the project management efficiency through an analogy between the Thermodynamics and the project\'s life cycle processes, presented by their activities, phases and subprojects. The efficiency concept is defined by the comparison between the planned costs and the actual costs in a project, or in other words, the level of financial success of the project management. The analogy correlates the models and equations from the Thermodynamics, specially the ones referring to the efficiency in a turbine with the project\'s processes. So, for every activity, phase or subproject, the equations and models are described using the earned value management methodology, allowing the calculation of the process\' losses and especially the process\' efficiency. Three groups of factors that act as \'entropy generators\' were identified, according to the analogy: complexity, uncertainty and organizational maturity. Case studies showed that the analogy proposed is well based, as well as the relation between the three success factors and the project efficiency.

Orientador: Adalberto Bono Maurizio Sacci Bassi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T12:15:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nery_AlessandroRanulfoLima_M.pdf: 398792 bytes, checksum: 0d08f39b9f9995f215ecedb65cb7fa7b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A termodinâmica clássica é utilizada, por muitos professores e autores, exclusivamente como um instrumento para a solução de problemas. Por isto, não costuma ser feita uma discussão aprofundada sobre seus conceitos, sobre suas equações matemáticas, ou sobre a limitação teórica da termodinâmica. Este trabalho é realizado dentro deste contexto. O intuito do trabalho é o de analisar e comparar livros didáticos de termodinâmica clássica, na definição dos conceitos e no tratamento matemático utilizado. Verificar se existe uma única termodinâmica clássica, ou se as idéias mais fundamentais apresentadas dependem fortemente do enfoque do autor, ou do que este quer mostrar. Foram escolhidos sete livros didáticos bem conhecidos (Atkins, Callen, Guggenheim, Levine, McQuarrie et al., Moran et al. e Sonntag et al.) e, além destes autores, outros também foram utilizados, mas de forma mais específica. Supondo-se que os autores mantenham coerência interna nos seus respectivos livros, eventuais incoerências entre os autores, em conceitos derivados dos alicerces da termodinâmica, seriam apenas necessárias conseqüências de incoerências mais fundamentais. Por isto, não se considera que restringir a comparação aos conceitos fundamentais implique numa perda de abrangência, em relação aos objetivos antes colocados. O trabalho está dividido em seis seções, cada uma delas subdividida em três partes: colocações feitas por cada um dos sete autores; comparação entre os autores; e eventual apresentação de conceitos preferidos por outros autores. Há, ainda, a conclusão, que contém uma discussão mais aprofundada sobre alguns tópicos específicos e a introdução / Abstract: Classical thermodynamics is used, by many professors and authors, exclusively as an instrument for solving problems. Because of that, concepts, mathematical foundations and even thermodynamics limitations as a theorethical model aren¿t often discussed. This piece develops within this context. The aim of this paper is to analyze and compare classical thermodynamics textbooks in regard to concepts presented and mathematical models applied. Also, to verify if there is a consensual classical thermodynamics or if the ideas presented vary among the authors. Seven well-known pieces were chosen (Atkins, Callen, Guggenheim, Levine, McQuarrie et al., Moran et al. e Sonntag et al.) and, on top of these textbooks, others were used specifically. Supposing the authors are coherent within their own writings, inconsistencies that might be found among the authors could be the consequence of divergencies regarding the basis of thermodynamics. Consequently, narrowing down the analysis exclusively to basic concepts is not considered superficial. The work is divided into six sections, each one with three parts: presentation of each author¿s concept; comparison among the authors; and eventually, concepts adopted by other authors. There is also a conclusion covering an in-deep discussion of some topics presented, as well as the introduction of the paper / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: Roger Josef Zem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-29T01:55:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia_MariadeLourdesOliveira_D.pdf: 6396882 bytes, checksum: b0a06b7f265dff67b45f506f542329d9 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Sistemas de destilação são amplamente utilizados em indústrias químicas e petroquímicas. Uma desvantagem desses sistemas, no entanto, é o fato dos mesmos apresentarem um grande consumo de energia. Dessa forma, a identificação de parâmetros como: refluxo mínimo, condição térmica da alimentação, posição do estágio da alimentação, etc., são extremamente importantes tanto para o projeto de colunas de destilação isoladas, como também para o seqüenciamento de colunas de destilação com reduzido consumo de energia. Visando a redução do consumo de energia de processos, a análise exergética tem sido amplamente utilizada. Por meio do cálculo do conteúdo de exergia das correntes do processo, é possível ter-se uma idéia da degradação da energia ao longo do mesmo. A medida da qualidade da energia é a exergia. O objetivo da análise exergética de processos é identificar as fontes de irreversibilidade, ou perda de exergia, e também identificar as modificações no processo que podem levar à redução dessa perda. Como resultado tem-se um menor consumo de energia. Somente recentemente, no entanto, a análise exergética tem sido aplicada a processos químicos. Como exemplo tem-se a metodologia proposta por Zemp (1994) na qual a seqüência ótima de colunas de destilação é a identificada como sendo a que apresenta menor perda de exergia. Uma desvantagem dessa metodologia, no entanto, é que a condição térmica da alimentação é fixada em líquido saturado. Neste trabalho, a análise exergética é utilizada na síntese e otimização de sistemas de destilação. Numa primeira etapa, o conceito de perfil quase-reversível para a separação de misturas multicomponentes em colunas de destilação isoladas foi utilizado, juntamente com a análise exergética, para a otimização da condição térmica da alimentação. Os bons resultados obtidos para vários sistemas motivaram a continuação do estudo em direção ao sequenciamento de colunas de destilação. O objetivo foi o de investigar se a otimização da condição térmica pode reduzir ainda mais o consumo de energia da seqüência previamente identificada como ótima. Modificação na pressão de operação das colunas da seqüência, assim como a influência da composição da alimentação, também foram consideradas. V ários sistemas com diferentes número de componentes foram utilizados para testar a metodologia. No caso dos sistemas temários, ambas as opções de seqüência foram estudadas. Os resultados provaram que a otimização das colunas não modifica a seqüência identificada como ótima. De uma maneira geral, foi possível propor uma metodologia para a síntese e otimização de sistema de destilação sem a necessidade da simulação rigorosa das colunas. Como vantagem tem-se o fato de que problemas de convergência não aparecem e não há a necessidade de se determinar o estágio da alimentação à priori / Abstract: Distillation systems are widely used in chemical and petrochemical industries. The main drawback of these systems, however, is the fact that they are energy intensive processes. Therefore, there is a need of a methodology that allows for the synthesis of distillation systems that present low energy consumption. In this sense, the correct identification of parameters such as: minimum reflux, feed stage location, etc plays an important role. In order to reduce the energy consumption of processes, the exergy analysis has appeared as an efficient too1. By computing the exergy content of the process streams the design engineer can understand how the energy degrades throughout the processo Exergy is a measurement of the quality of the energy. The goal of the exergy analysis is to identify sources of exergy losses, and the most appropriate modifications that will 1ead to the decrease of process irreversibility. As a result, the energy requirement of the process is reduced. Only recently, however, exergy analysis has been applied to chemical processo The optimum distillation column sequence, for example, was identified as the one that presents the lowest value of the minimum exergy loss (Zemp, 1994). However, the feed thermal condition is fixed as saturated liquido. In this work, exergy analysis is applied to the synthesis and optimisation of distillation columns sequences. Firstly, the concept of near-reversible column profile, together with the exergy analysis, were used to optimise the feed thermal condition of the feed. Secondly, it was investigated if different feed thermal condition can further reduce the overall energy consumption of a sequence. Not only were considered changes in the feed condition but it was also analysed other modifications in the operational conditions of each column of the sequence. The influence of the composition of the feed was tested as well. Several systems with different number of components were used to test the methodology. For the temary systems both direct and indirect separation were analysed. Results have shown that the optimisation of the columns do not change the selected optimum sequence. Overall, the exergy analysis applied to distillation systems has shown to be a useful tool to the synthesis and optimisation of such separation systems. By using the proposed methodology there is no need to resort to the rigorous simulation of each column of the sequence. Therefore, convergence problems as well as the tedious trial-and-error procedure for the determination of the optimal feed tray location are avoided. / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Roger Josef Zem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T09:22:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_ElaineIsaSantosde_D.pdf: 517402 bytes, checksum: 28c8b7fd37a03b754bba71fbee94a2c9 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Nos dias atuais, um grande desafio das indústrias é conciliar a produção com os padrões de qualidade exigidos pelo mercado e o mínimo consumo energético. Em uma unidade industrial, a coluna de destilação é uma das operações unitárias que mais consome energia e freqüentemente aparece em maior número. Conseguir otimizar a utilização das fontes de energia é primordial para reduzir significativamente os custos da produção. A proposta desta tese é estudar o projeto de um sistema de separação complexo (coluna de para fracionamento de petróleo), aplicando abordagem termodinâmica: o estudo foi realizado através dos perfis termodinâmicos construídos com os resultados de simulação. A análise conjunta da GCCC (Dhole e Linnhoff, 1992) e do perfil de perdas exergéticas (Zemp, 1994) sugere modificações atrativas, do ponto de vista energético, tanto para o projeto de colunas quanto para a ampliação de capacidade de colunas em operação. Os ganhos alcançados propiciam um menor consumo de energia e custo operacional e reduz a poluição ambiental. A utilização de abordagem termo dinâmica na otimização de uma coluna de destilação precisa de um tratamento inicial nos resultados para obter os perfis termodinâmicos (composição da alimentação e produtos, temperatura e composição de cada estágio, entalpia e entropia para cada fase nos estágios). Entretanto a metodologia termodinâmica é de fácil aplicação, uma vez que os perfis gerados descrevem as oportunidades de ganhos que são revertidos em redução de custos. Durante o trabalho foi desenvolvido um programa específico para a construção dos perfis termodinâmicos (ProAt.exe) que auxiliou na avaliação dos vários casos de melhoria sugeridos. O grande diferencial entre o uso das metodologias de Análise Pinch e Análise Exergética e os métodos convencionais de otimização é a redução do esforço computacional e matemático. A utilização de dados de uma simulação convergida, que já consideram irreversibilidades do sistema, e as 1 a e 2a Leis da Termodinâmica tornam as met9dologias propostas para otimização eficientes e menos complexas / Abstract: Nowadays an industry's challenge is to combine production with high quality ordered by the clients and minimum energetic comsuption. Fractionation column is one of the operations that uses energy and often appears in large number in industry' s units. Optimize the energy source consumptions is primordial to reduce the production costs. The thesis proposal is study a design of a complex fractionation system (petroleum fractionation column) applying thermodynamic approach: the study was realized using thermodymanic profiles built with simulation results. The combined analysis of Grand Composite Curve of the Column (Dhole and Linnhoff, 1992) and Exergy Losses Profile (Zemp, 1994) suggests interesting modifications in energetic concem to column designs and retrofit. The obtaineq gains result in low energy consumption and production costs and reduce the environmental pollution. The application ofthermodynamic approach in otimization of a fractionation column needs .a inicial treatment ofthe results to obtain the thermodynamic profiles (feed and products composition, stage temperatures and composition, enthalpy and entropy for each stage phases). However the thermodynamic approach is applicable because the generated profiles shows the opportunities of gains that are compared of cost reduction. During this thesis a specific program was developed to generate the thermodynamic profiles (ProAt.exe) that helped in the evaluation of many improvement cases. The most important difference between the use of Pinch and Exergetic Analysis and the conventional approachs of otimization is the reduction of comput~cional and mathematical effort. The use of converged simulation that considers some irreversibilities of the system and the application of 1 st and 2nd Thermodymanic Laws become the proposal approaches eficient and less complex / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Marco Lúcio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T02:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cassiani_MauriliodeBortoli_M.pdf: 5475153 bytes, checksum: e131c08cdf12f4b606583587b407be0c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este projeto tem como objetivo o estudo de motores com taxa de compressão variável. O estudo se inicia com uma análise dos fatores que corroboram a utilização da variação da taxa de compressão e os motores de compressão variável já existentes, incluindo as soluções construtivas usuais e os critérios de projeto adotados na área. Em seguida, são analisadas a cinemática e a dinâmica dos motores SVC Saab e MCE-5 (sistema pistão - biela - manivela), utilizando as equações de Newton-Euler, e a modelagem do ciclo Otto, assim como a determinação da curva de pressão no cilindro durante a combustão. A curva de pressão e a função do volume no cilindro são determinadas analiticamente considerando-se a variação da taxa de compressão no cilindro. Além disto, a fim de conhecer melhor as influências de parâmetros de projeto sobre a dinâmica do motor é realizada uma análise de sensibilidade nos mecanismos. Tal estudo consiste na variação dos parâmetros seguindo certos critérios para assim, obter respostas comparativas da dinâmica do sistema / Abstract: The main focus of this work is to study variable compression ratio engines. The study begins with an analysis of the factors that support the use of variable compression ratio and the engines that already exist, including the usual constructive solutions and the project criteria adopted in the area. After that, the kinematics and dynamics of Saab SVC and MCE-5 mechanisms (piston - connecting rod - crank system), using Newton-Euler equations, have been developed. Also, the cylinder pressure curve is important to be determined. The pressure curve and the cylinder volume function are evaluated analytically considering the variation of the compression ratio. The results of the calculated pressure curves were then compared with the analytical results available in the literature. Furthermore, in order to know the influence of the design parameters (crank rod length, connecting rod length, piston diameter and masses) in kinematics and dynamics, some sensitivity analyzes of the engine mechanisms must be performed. This study involves the variation of the engine parameters according to certain criteria in order to get comparative answers of the system kinematics and dynamics / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Rahoma Sadeg Mohamed. / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T07:15:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_AlexandreParkerde_M.pdf: 11817583 bytes, checksum: eb5c95965e5d6dea4c4ee13a0b0c8983 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: A precipitação de parafinas é um sério problema enfrentado pela industria do petróleo ao longo de toda a sua cadeia produtiva gerando custo elevado para sua prevenção e tratamento. Este trabalho tem por objetivos contribuir aos estudos do comportamento de fases de misturas binárias, temárias e multicomponentes de n-parafinas, na faixa de n-'C IND. 23¿¿H IND. 48¿ a n-'C IND. 50¿H IND. 102¿. Temperaturas de Precipitação de Parafinas (TPP) foram levantadas experimentalmente utilizando-se a Calorimetria de Varredura Diferencial (DSC). Resultados experimentais apresentaram três principais comportamentos de fases: precipitação de parafinas como solução sólida, precipitação com componentes parcialmente miscíveis na fase sólida e precipitação dos componentes separadamente. Quando um ou mais componentes intermediários são adicionados a misturas binárias que cristalizam separadamente ou com solubilidade parcial surge uma tendência de solubilização. Foi testada a capacidade de alguns modelos termodinâmicos (misturas ideais, soluções regulares, fase multisólida, CDLP e composição local) na predição do comportamento de fases de misturas de n-parafinas. Conforme esperado, os modelos de soluções regulares, CDLP e composição local se mostraram mais adequados a misturas que formam soluções sólidas. O modelo da fase multisólida demonstrou boa capacidade preditiva para sistemas que cristalizam separadamente ou com solubilidade parcial. Este trabalho também apresenta dados importantes sobre misturas temárias e multicomponentes de n-parafinas, ainda pouco tratadas na literatura / Abstract: Wax Precipitation is a very serious problem faced in the petroleum industry through all phases of production and processing, due to the large costs involved in prevention and treatment. This work is focused on the study of phase behavior of binary, temary and multicomponent mixtures of n-paraffins in the range of n-'C IND. 23¿¿H IND. 48¿ a n-'C IND. 50¿H IND. 102¿. CSOH1o2.Wax Precipitation Temperatures (WPT) were experimentally obtained using Differential Scanning Calorimetry (DSC). Experimental results can be c1assified in three different categories in accordance to the phase behavior obtained: precipitation as solid solutions, precipitation as eutectic mixtures and precipitation wherein the components exhibited limited solid solubility. A tendency for solubilization appears when one or more n-alkanes, with intermediate molecular weight, are introduced in eutectic or with limited solid solubility mixtures. Some thermodynamic models (ideal mixture, regular solution, multisolid phase, CDLP and local composition) were tested for predictions of the phase behavior of those mixtures. As expected, regular solution, CDLP and local composition models provided good predictions for systems that exhibit solid solution behavior while the multisolid phase model provided best description for systems with limited solid solubility and eutectic behaviors. This work also displays important aspects about temary and multicomponent mixtures no much attended in the literature / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Arai Augusta Bernardez Pecora / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:12:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SosaArnao_JuanHarold_M.pdf: 12758044 bytes, checksum: 5ef66bd14ee2b7077556c4bb0ea78325 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho foi realizado o estudo experimental da geração de entropia em um trocador de calor, o qual opera com leito fluidizado raso e recupera o calor contido na areia proveniente de um incinerador. Este trocador de calor é caracterizado por apresentar dois fluidos (ar e água) que ganham energia das partículas sólidas (areia). O objetivo foi analisar a influência dos fatores que afetam o desempenho do trocador de calor, visando determinar as condições operacionais ótimas do mesmo. Para isso foi realizado um planejamento experimental fatorial 23 com três pontos centrais, o qual permitiu a identificação dos fatores estatisticamente significativos sobre a variável de resposta. Os fatores estudados foram: a área de transferência de calor (A), analisada em 3 níveis diferentes (0,066 ; 0,1 04 e 0,130 m2); o número de chicanas (No) no casco (O, 3, e 6); e a razão entre as capacidades caloríficas do material sólido e da água (C) que variou também em 3 níveis (0,05; 0,075 e 0,1). A variável de resposta estudada foi o número de unidades de geração de entropia (Ns). Também foram analisadas as seguintes variáveis de resposta: eficiência exergética (N=:), eficiência energética (Ecne) e efetividade do trocador de calor (E). A aplicação do método de minimização de geração de entropia (EGM) e da análise exergética nos resultados obtidos experimentalmente, mostrou que a melhor configuração para o trocador de calor estudado ocorreu quando o diâmetro do tubo imerso no leito estava em seu valor médio, enquanto o número de chicanas e a razão entre as capacidades caloríficas estavam em seus valores máximos. A análise estatística dos resultados mostrou que o número de chicanas e a área de transferência de calor possuem influência significativa sobre o Ns. Verificou-se também que as melhores condições de operação (Ns mínimo e Nc:xe máximo) ocorreram quando a variação da exergia do sólido foi unifonnemente distribuída entre os fluxos de ar e de água. A análise de primeira lei refletida através da eficiência energética do sistema, foi um indicador interessante mas insuficiente para a análise do sistema. Quando esta análise é combinada com a análise exergética e o método de minimização de geração de entropia, os critérios de otimização e a adequada operação do sistema podem ser atingidos. A definição de efetividade do trocador de calor (E), usada tradicionalmente na avaliação deste tipo de equipamento, mostra-se adequada quando só a água é o produto útil, mas quando a intenção é o uso posterior dos fluxos de ar e de água esta definição pode levar a conclusões incompletas / Abstract: This work presents an experimental study of the entropy generation in a fluidized bed heat exchanger used for heat recovering of contained sand particles discharged ftom an incinerator. This heat exchanger is characterized by presenting two fluids (air for fluidization and water flowing inside an immersed tube) that gains energy ITom solid particles (sand). The objective was to analyze the influence of the factors that affect the heat exchanger performance, being aimed to determine the best operational conditions for the equipment. A factorial experimental planning 23 with three central points was developed, in order to obtain the identification of the statistically significant factors about the reply variables. The studied factors were: heat transfer area (A), analyzed in 3 different levels (0.066; 0.104 and 0.130 m2); number ofbaflles immersed in the fluidized bed (Nc=0,3, and 6); and rate between the calorific capacities of solid material and water (C) that also varied in 3 levels (0.05; 0.075 and 0.1). The first studied reply variable was the number of units of entropy generation (Ns). Also the following reply variables had been analyzed: exergetic efficiency (Nexe), energy efficiency <Eene) and effectiveness of the heat exchanger (E). The application of the entropy generation minimization method (EGM) and ofthe exergetic analysis in the experimentally gotten results, showed that the best confíguration for the studied heat exchanger occurred when the diameter of the immersed tube in the fluidized bed was in the medium size tested, while, the number ofbaflles and the rate calorific capacities ratio were in their maximum values. Statistics analysis of the resu1ts showed that the number and bafl1es and the heat transfer area have significant int1uence on Ns. It was also verified that the best operational conditions (minimum Ns and maximum Ncoo:) had occurred when the solid exergy variation was unifonnly distributed between water and air flows. The fust law analysis reflected through the energetic efficiency of the system was an interesting but insufficient indicator for the system analysis. When this analysis is combined with the exergetic analysis and entropy generation minimization method, the criteria of optimization and an adequate operation of the system can be reached. The definition of effectiveness ofthe heat exchanger (E), used traditiona11y to evaluate such equipment, reveals adequate when the water is the only useful product, but when there are more useful products this definition can induce to incomplete conclusions / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio Claudio de França Correa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-04T17:53:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maldonado_AnibalRuben_M.pdf: 2231799 bytes, checksum: dceac9e6dc3c5c1f98438546cc752218 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O principal objetivo deste trabalho é melhorar a caracterização de reservatórios que encontram-se ainda em fase de exploração e apresentam gradientes térmicos verticais e horizontais. Foi construído um modelo matemático aplicado a um sistema homogêneo de três pseudo-componentes em um modelo de reservatório bidimensional com propriedades petrofísicas simplificadas. Com o modelo proposto foi possível resolver simultaneamente o sistema de equações do balanço parcial e global de materiais. O conceito mais importante introduzido no modelo, é o fluxo molecular difusivo acoplado aos balanços de massa. O fluxo difusivo molar de um componente está não só influenciado pelo gradiente do dito componente, como também pelo gradiente dos outros componentes (fluxo molar cruzado) e dos gradientes de pressão e temperatura. Para resolver o sistema de matrizes foi elaborado um algoritmo numérico baseado em diferenças finitas. Este algoritmo parte de um estado inicial de não equilíbrio com composição homogênea do reservatório, o qual atinge o estado estacionário no equilíbrio termodinâmico. Como resultado são gerados mapas bidimensionais de composição e densidade / Abstract: The main goal of this work is improve the thermodynamics parameters characterization in petroleum reservoirs that have not been produced yet and show vertical and horizontal thermal gradient. We have constructed a mathematical model considering a homogenous system formed by three pseudo components in a two-dimensional reservoir model and simplified petrophysical properties. With the proposed mathematical modeling was possible to solve simultaneously the equations system from the material balance of the components. The most important concept introduced into the mathematical model, is the molecular diffusive flux that is linked to the material balance. The molecular diffusive flux of a given component depends not only on its composition gradient (mutual diffusion), but also on the composition gradient of all other components in the mixture (cross-molecular diffusion) and on pressure and thermal gradients. In order to obtain a resolution matrix system, a numerical algorithm was built based on finite difference. Such numerical algorithm supposes that the initial point is a pseudo-transient state with homogenous composition reservoir that reaches the steady state in the thermodynamic equilibrium. As a result, two-dimensional maps of density and composition were generated. / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Les nanoparticules (NPs) sont des matériaux fonctionnels importants du fait de leur taille nanométrique. Cette réduction en taille, associée à la composition, à l'orientation des surfaces et à la morphologie contribue à l'exaltation de nombreuses propriétés importantes telles que les propriétés électroniques, magnétiques, catalytiques, optiques, etc. Pour contrôler la morphologie des NPs, de nombreux efforts ont été consacrés à comprendre leurs mécanismes de formation et l'origine de leur stabilité. Parmi les nanoparticules métalliques, le cobalt, avec sa structure hexagonale compact (hcp), est particulièrement intéressant pour la possibilité d'obtenir des nanocristaux de forme "naturellement" anisotropique. Par synthèse chimique en milieu liquide, des NPs de différentes morphologies telles que des disques, des plaques, des bâtonnets, des fils et des cubes ont été obtenues en contrôlant le type de précurseur, de l'agent réducteur, des ligands stabilisants, ainsi que la concentration de ces ligands, la température ou la vitesse d'injection des précurseurs. Même si ces conditions de synthèse ont été rationalisées, les mécanismes à l'origine de ces différentes morphologies ne sont pas encore bien connus. Dans ce travail, nous avons développé deux modèles quantitatifs pour la prédiction de la morphologie, l'un est basé sur l'équilibre thermodynamique de l'état final, et l'autre sur un contrôle par l'effet cinétique. Pour appliquer ces modèles, il a été nécessaire de calculer dans un premier temps, avec la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), les comportements d'adsorption des molécules ligands en fonction du taux de recouvrement sur les facettes de différentes orientations du métal. Pour ce faire, l'adsorption des ligands CH 3 NH 2 , CH 3 COO, C 5 H 11 COO et C 11 H 23 COO a été modélisée sur les différentes surfaces de Co et de Ni. La morphologie des NPs de Co prédite par ces deux modèles a été comparée à celles obtenues expérimentalement et à d'autres résultats théoriques de la littérature. La variété des formes obtenues par le modèle cinétique semblerait mieux correspondre aux NPs synthétisées avec les différentes conditions expérimentales. Ceci confirme que la morphologie des NPs est guidée avant tout par un effet cinétique. / Nanoparticles are one of the most important families of functional materials due to their nanometric size. This size reduction, associated to their composition, surfaces orientation and morphology has contributed to the emergence of new important properties such as electronic, magnetic, catalytic, optic, etc. To control the morphology of NPs, many efforts have been devoted to understand their formation mechanism and the origin of their stability. Among metallic nanoparticles, cobalt, with its hexagonal closed-packed (hcp) structure, is particularly interesting because of the possibility to grow "naturally" anisotropic shaped nanocrystals. Using chemical synthesis in liquid environment, various morphologies such as disks, plates, rods, wires and cubes have been obtained by controlling the precursor type, the reducing agent, the stabilizing ligands as well as their concentration, the temperature or the rate of precursor injection. Even if these synthesis conditions have been rationalized, few is known concerning the growth mechanisms at the atomic scale. In this work, we have developed two quantitative morphology prediction models, one based on the final thermodynamic equilibrium state, while another is controlled by the kinetics. These models require the knowledge of the adsorption behaviors of stabilizing molecules as a function of surface coverage on preferential facets of NPs. To this end, density functional theory (DFT) calculations were performed on a series of stabilizing molecules (CH3NH2 , CH3COO C5H11OO and C11H23COO) adsorbed on the different Co and Ni surfaces. The shape of the Co NPs obtained by these two models was compared to experimental morphologies and other theoretical results from the literature. The variety of forms predicted by the kinetic model agrees better with the NPs morphologies obtained under the different synthesis conditions. This confirms that the morphology control of NPs is mostly driven by the kinetics.