[pt] A demanda global por energia irá aumentar em até 50 porcento nos próximos 20 anos e o petróleo permanecerá sendo a principal fonte de fornecimento de energia. Entre os diferentes tipos de óleos brutos de petróleo, as atenções têm-se concentrado na recuperação de óleos pesados e extrapesados, porque os recursos convencionais de petróleos leves e médios estão globalmente se reduzindo. Os óleos pesados e extrapesados constituem 70 por cento das reservas mundiais, mas devido a sua viscosidade elevada e composição complexa geram problemas. Portanto, a sua recuperação representa um desafio para a indústria do petróleo. Os métodos convencionais só podem ser recuperados cerca 30 por cento do óleo do reservatório e a recuperação avançada de óleo (EOR) que permite obter valores superiores. O método mais utilizado é a injeção de vapor cujo mecanismo principal é o aquecimento do petróleo. Este trabalho apresenta um estudo da influência da presença de nanopartículas no processo de injeção de vapor (aquatermólise), que pode gerar um efeito catalítico promovendo uma melhora no craqueamento incipiente e a consequente diminuição da viscosidade. Um óleo pesado, com viscosidade de 4730 cP a 25 graus Celsius, foi utilizado em escala de bancada para avaliar os efeitos do tempo, da temperatura, do tipo e concentração de nanopartículas (Al2O3-NiO, TiO2 e (Mg,Ni)O) sobre a viscosidade e composição do óleo cru. Os resultados mostraram que a presença de TiO2 e vapor de água podem melhorar a qualidade do petróleo, pela redução das frações pesadas, e diminuir a sua viscosidade em até 13,4 por cento. A técnica foi favorecida com o aumento de temperatura e tempo de aquatermólise. / [en] The global demand in energy will increase by 50 percent over the next 20 years and oil will remain the main source of energy. Among the different types of crude oils, attention has been focused on the recovery of heavy and extra heavy oils, because the conventional resources as light and medium oils are globally decreasing. Heavy and extra heavy oils constitute 70 percent of world reserves, but lead to problems due to their high viscosity and complex composition. Therefore, the recovery of these oils represents a challenge for the oil industry. Conventional methods recover about 30 percent of oil in the reservoir and enhanced oil recovery (EOR) allows to get higher values. The most used method is the injection of steam whose main mechanism of this process is the heating of oil. Consequently there is a reduction of viscosity followed by an incipient cracking, phenomenon affected by the presence of steam water, which needs further studies. This work presents a study of the influence of nanoparticles in the steam injection (aquathermolysis), which can generate a catalytic effect; it enhances the incipient cracking and decreases the viscosity. A heavy oil with viscosity of 4730 cP at 25 Celsius degrees was used in bench scale to evaluate the effects of time, temperature, type and concentration of nanoparticles (Al2O3-NiO, TiO2 and (Mg,Ni)O) on viscosity and composition of the crude oil. The results showed that the presence of TiO2 nanoparticles with steam water may improve the oil quality, by reducing the heavy fractions, and reducing its viscosity up to 13.4 percent.The technique was improved with increasing either temperature or time of aquathermolysis.

Orientador: Alexandre Zirpoli Simões / Banca: Mauricio Antonio Algatti / Banca: Cesar Renato Foschini / Resumo : O objetivo central deste trabalho foi obter filmes finos de Bi3NbO7 com boas propriedades dielétricas em alta frequência, utilizando solução orgânica de citrato, sal metálico e etileno glicol como precursor e o processo spin-coating para deposição. A resina é obtida pelo método dos precursores poliméricos devido às facilidades do processo como baixo custo dos precursores, controle da estequiometria e baixa temperatura de síntese. Após obter a solução precursora, poliéster, com viscosidade controlada os filmes foram tratados termicamente e caracterizados por Difração de raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo, Microscópio de Força atômica, Microscópio Eletrônico de Transmissão, Análise Termogravimétrica e Analise Térmica Diferencial. A morfologia dos filmes foi correlacionada com a viscosidade, excesso de bismuto e temperatura de tratamento térmico utilizados na calcinação. Para estabelecer a melhor condição de tratamento térmico para obtenção da fase cristalina, preparou-se filmes em três ciclos distintos os quais foram caracterizados por Difração de raios-X. O melhor ciclo de tratamento foi o do filme tratado a 700°C, 800ºC e 850°C por 2 horas ou ciclo 3. Soluções com viscosidade em torno de 8,0 cPs foram utilizadas para depositar filmes em substratos de Si recoberto com Platina e LaNiO3 sob alumina pelo método spin-coating. Um estudo comparativo foi desenvolvido sobre tratamento térmico no ciclo 3. Observam-se filmes com baixa porosidade e homogêneos com morfologias distintas. Observou-se a formação da fase Bi3NbO7 com crescimento no plano ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The central objective of this study was to obtain thin films of Bi3NbO7 with good dielectric properties at high frequency using organic citrate solution , metal salt and ethylene glycol as the precursor and the spin -coating deposition . The resin is obtained by the polymeric precursor method because the facilities of the process as inexpensive precursors , control of stoichiometry and low -temperature synthesis . After obtaining the precursor , polyester solution with controlled viscosity films were heat treated and characterized by X- ray diffraction , Scanning Electron Microscopy Field Emission Microscope Atomic Force , Transmission Electron Microscope , Thermogravimetric Analysis and Differential Thermal Analysis . The morphology of the films was correlated with viscosity, excess bismuth and annealing temperature used in calcination. To establish the best condition for heat treatment to obtain the crystalline phase , prepared in three different cycles films which were characterized by X-ray diffraction . The best course of treatment was the film treated at 700 ı C , 800 º C and 850 ı C for 2 hours or 3 cycle . Solutions with viscosity around 8.0 cps were used to deposit films on Si substrates coated with platinum and LaNiO3 on alumina by spin-coating method. A comparative study was conducted on heat treated in cycle 3 . Films are observed with low porosity and homogeneous with distinct morphologies . We observed the formation of Bi3NbO7 growth phase with the plane ( 111 ) for films deposited on Si substrates coated ... (Complete abstract click eletronic access below) / Mestre

A obtenção de dados de viscosidade, é fundamental para o projeto de equipamentos, tubulações e otimização de processos, já que esta propriedade afeta tanto a perda de energia por atrito em fluidos, como os mecanismos de transferência de calor e de massa. O presente trabalho de Mestrado teve como objetivo medir experimentalmente dados de viscosidade para misturas formadas por ácidos graxos comerciais e solventes alcoólicos de diferentes tamanhos de cadeia carbônica (etanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-pentanol e 1-hexanol), com ou sem a adição de água, variando-se a temperatura desde o ponto de fusão do composto graxo até o ponto de ebulição de cada solvente. Estes dados foram agrupados aos dados experimentais de viscosidades de misturas de triacilgliceróis (TAG) e ácidos graxos (AG) já disponíveis na literatura, para a obtenção de parâmetros de interação entre os grupos funcionais formadores dos componentes presentes nos sistemas estudados, utilizando-se o modelo de contribuição de grupos UNIFAC-VISCO. Em uma primeira abordagem, apenas os parâmetros inexistentes na literatura foram ajustados, obtendo-se um erro relativo médio igual a 10,21 %. A modelagem também foi realizada ajustando-se todos os parâmetros de interação, incluindo os já publicados, obtendo-se nesta segunda abordagem, um erro relativo médio igual a 7,54 %. A capacidade preditiva dos parâmetros obtidos foi testada em misturas semelhantes, formadas por óleos vegetais ou gordura animal, ácidos graxos e solventes alcoólicos, cujas viscosidades também foram determinadas neste trabalho, porém não fizeram parte do banco de dados utilizado na modelagem. Os resultados obtidos foram comparados aos de outros modelos para o cálculo de viscosidades de misturas conhecidos da literatura, dentre eles, a Regra de Kay, o Modelo de Kendall e Monroe e o Modelo CG-UNIMOD. Para fins comparativos, este conjunto de dados também foi ajustado a equação de Grunberg-Nissan, da qual foram obtidos parâmetros de interação entre os componentes das misturas. Os testes preditivos mostraram que o modelo UNIFAC-VISCO proporcionou os menores erros relativos para a maioria das misturas estudadas, porém ainda bastante elevados em alguns casos. Por outro lado, o Modelo de Grunberg-Nissan proporcionou erros relativos bem menores, o que era esperado, uma vez que as viscosidades de cada sistema foram correlacionadas pelo modelo. / The acquisition of viscosity data is critical for the design of equipments and pipes, as well as for the process optimization, since this property affects both the energy loss by friction in fluids, such as the mechanisms of mass and heat transfer. The present work aimed the measurement of experimental viscosity data for mixtures containing commercial fatty acids and alcoholic solvents of different sizes of carbon chain (ethanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-pentanol and 1-hexanol), with or without the addition of water, varying the temperature from the melting point of the fatty compound to the boiling point of each solvent. These data were grouped together to experimental viscosity data of triacylglycerols (TAG) and fatty acids (FA) mixtures that were already available in the literature, to obtain interaction parameters between the forming functional groups of the components present in the systems studied, using the group contribution model UNIFAC-VISCO. In a first approach, only the parameters not available in the literature were adjusted obtaining an average error equal to 10.21%. The modeling was also performed by adjusting all interaction parameters, including those already published, obtaining in this second approach, an average error equal to 7.54%. The predictive ability of parameters obtained was tested in similar mixtures containing vegetable oils or animal fats, fatty acids and alcoholic solvents, whose viscosities were also determined in this work, but were not part of the database used in the modeling. The obtained results were compared to other known models for the calculation of viscosities of mixtures, such as the Kay\'s Rule, the Kendall and Monroe model and the CG-UNIMOD. For comparative purposes, this data set was also adjusted to the Grunberg-Nissan equation, in which interaction parameters between the components of mixtures were obtained. The predictive tests showed that the UNIFAC-VISCO model provided the lowest relative errors for most of the mixtures studied, but still quite high in some cases. On the other hand, the Grunberg-Nissan model provided relative errors much smaller, which was expected, since the viscosities of each system were correlated by the model.

Como intuito de contribuir para a elucidação do mecanismo de quimi-excitação da reação peroxi-oxalato, a transformação quimiluminescente mais eficiente conhecida que envolve a versão intermolecular do mecanismo \"Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\" - CIEEL, foram efetuados estudos cinéticos e determinados os rendimentos quânticos de quimi-excitação desta reação em diferentes solventes e misturas de solventes. A cinética da reação de oxalato de bis-2,4,6-triclorofenila com peróxido de hidrogênio, catalisada por imidazol foi estudada na presença de 9,10-difenilantraceno como ativador (ACT) em diferentes solventes. O comportamento das constantes de velocidade observados em função da polaridade e viscosidade dos solventes indica que o mecanismo dos passos iniciais desta transformação até a formação do intermediário de alta energia (IAE) não sofre modificações drásticas em função das propriedades de solventes, permitindo a escolha de solventes e misturas de solventes adequados para o estudo do mecanismo de quimi-excitação do sistema. A influência da viscosidade sobre os rendimentos quânticos singlete (Φs) e os rendimentos quânticos singlete na concentração infinita do ACT (Φs∞ - obtidos de gráficos duplo recíprocos entre os (Φs) e a [ACT]) foi estudada em misturas entre acetato de etila e ftalato dimetilico (que possuem viscosidades diferentes e parâmetros de polaridade similares, além de levarem a rendimentos quânticos altos), indicando um aumento considerável dos rendimentos quânticos singlete com o aumento da viscosidade do meio. Os dados foram tratados com base nos modelos colisional e friccional, obtendo indicação clara da operação de um efeito de gaiola do solvente no processo de quimi-excitação da reação neste sistema de alta eficiência. A influência da polaridade do meio sobre os parâmetros de quimi-excitação da reação peroxi-oxalato foi analisada, de maneira análoga, em misturas entre tolueno e acetato de etila e entre acetato etila e acetona. Os rendimentos quânticos singlete aumentam inicialmente em função da polaridade do meio até um valor máximo, a partir do qual eles sofrem diminuição com o aumento da polaridade. Este comportamento indica a melhor solvatação dos pares de íons radicais pelo aumento da polaridade de solvente levando ao aumento dos rendimentos, entretanto, polaridades maiores do meio podem levar à formação de pares de íons separados por solvente e íons separados, desta maneira diminuindo a eficiência da quimi-excitação. Os parâmetros de quimiluminescência da reação peroxi-oxalato foram ainda estudados em uma série de solventes puros com diferentes valores de polaridade e viscosidade. Os rendimentos quânticos obtidos foram correlacionados com os parâmetros de viscosidade, polaridade e polarizabilidade, utilizando-se uma regressão linear múltipla. Deste ajuste se pode confirmar que a viscosidade exerce a maior influência sobre os rendimentos quânticos e o aumento da polaridade contribui também para maiores rendimentos, entretanto, os parâmetros de ajuste contêm erros muito grandes devido à dispersão dos valores. Contrariamente, o aumento da polarizabilidade do meio parece diminuir a eficiência de quimi-excitação. / In order to contribute to the elucidation of the chemiexcitation mechanism of peroxyoxalate reaction, the most efficient chemiluminescence reaction known that involves the intermolecular \"Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\" - CIEEL mechanism, kinetically studies were performed and chemiexcitation quantum yields determined in different solvents and solvent mixtures. The reaction kinetics of bis(2,4,6-trichlorophenyl) oxalate with hydrogen peroxide catalyzed by imidazole in the presence of 9,10-diphenylanthracene as an activator (ACT) was studied in different solvents. The behavior of the observed rate constants in function of solvents polarity and viscosity indicates that the initials reaction steps leading to high energy intermediate formation (HEI) do not change drastically in function of the solvent properties, allowing to choose suitable solvents and solvent mixtures for a study of its the chemiexcitation mechanism. The viscosity influence on the singlet quantum yields (Φs) and singlet quantum yields at infinite ACT concentration (Φs∞ - obtained from double reciprocal plots between Φs and [ACT]) was studied in mixtures of ethyl acetate and dimethyl phthalate (which have different viscosities and similar polarity parameters), indicating a considerable increasing in singlet quantum yields with the increasing of medium viscosity. Data were analyzed by the collisional and the free volume model, which clearly indicates the occurrence of a solvent cage effect in the chemiexcitation process of this high efficient system. The influence of medium polarity on the chemiexcitation parameters of the peroxyoxalate reaction were studied, in a similar way, in mixtures of toluene and ethyl acetate and in mixtures of ethyl acetate and acetone. Singlet quantum yields increase in function of medium polarity for low polar solvents, reaching a maximum value, where a further polarity increase leads to a decrease in quantum yields. This behavior indicates better solvation of radical íon pairs by solvent polarity increase, leading to increased quantum yields, however, higher solvent polarities can lead to the formation of solvent separated ion pairs and individually solvate ions, thereby decreasing chemi-excitation efficiency. Chemiluminescence parameters of the peroxyoxalate reaction were also studied in pure solvents with different viscosities and polarities. The obtained singlet quantum yields were correlated with viscosity, polarity and polarizability parameters by multiple linear regression analysis. The correlations obtained show that viscosity exerts the most significant influence on the quantum yields and an increase in solvent polarity also contributes to higher quantum yields; however, these fitting parameters possess high standard deviations due to the considerable dispersion of quantum yield values. Contrary, an increase in medium polarizability appears to decrease the chemi-excitation efficiency.

A determinação de propriedades físicas dos óleos essenciais é fundamental para sua aplicação na indústria de alimentos e também em projetos de equipamentos. A vasta quantidade de variáveis envolvidas no processo de desterpenação, tais como temperatura, pressão e composição, tornam a utilização de modelos preditivos de viscosidade necessária. Este trabalho teve como objetivo a obtenção de parâmetros para o modelo preditivo de viscosidade UNIFAC-VISCO com aplicação do método de otimização do gradiente descendente, a partir de dados de viscosidade de sistemas modelo que representam as fases que podem ser formadas em processos de desterpenação por extração líquido-líquido dos óleos essenciais de bergamota, limão e hortelã, utilizando como solvente uma mistura de etanol e água, em diferentes composições, a 25ºC. O experimento foi dividido em duas configurações; na primeira os parâmetros de interação previamente reportados na literatura foram mantidos fixos; na segunda todos os parâmetros de interação foram ajustados. O modelo e o método de otimização foram implementados em linguagem MATLAB®. O algoritmo de otimização foi executado 10 vezes para cada configuração, partindo de matrizes de parâmetros de interação iniciais diferentes obtidos pelo método de Monte Carlo. Os resultados foram comparados com o estudo realizado por Florido et al. (2014), no qual foi utilizado algoritmo genético como método de otimização. A primeira configuração obteve desvio médio relativo (DMR) de 1,366 e a segunda configuração resultou um DMR de 1,042. O método do gradiente descendente apresentou melhor desempenho para a primeira configuração em comparação com o método do algoritmo genético (DMR 1,70). Para a segunda configuração o método do algoritmo genético obteve melhor resultado (DMR 0,68). A capacidade preditiva do modelo UNIFAC-VISCO foi avaliada para o sistema de óleo essencial de eucalipto com os parâmetros determinados, obtendo-se DMR iguais a 17,191 e 3,711, para primeira e segunda configuração, respectivamente. Esses valores de DMR foram maiores do que os encontrados por Florido et al. (2014) (3,56 e 1,83 para primeira e segunda configuração, respectivamente). Os parâmetros de maior contribuição para o cálculo do DMR são CH-CH3 e OH-H2O para a primeira e segunda configuração, respectivamente. Os parâmetros que envolvem o grupo C não influenciam no valor do DMR, podendo ser excluído de análises futuras. / The determination of physical properties of essential oils is critical to their application in the food industry and also in equipment design. The large number of variables involved in deterpenation process, such as temperature, pressure and composition, to make use of viscosity predictive models required. This study aimed obtain parameters for the viscosity predictive model UNIFAC-VISCO using gradient descent as optimization method to model systems viscosity data representing the phases that can be formed in deterpenation processes for extraction liquid-liquid of bergamot, lemon and mint essential oils, using aqueous ethanol as solvente in different compositions at 25 º C. The work was divided in two configurations; in the first one the interaction parameters previously reported in the literature were kept fixed; in the second one all interaction parameters were adjusted. The model and the gradient descent method were implemented in MATLAB language. The optimization algorithm was runned 10 times for each configuration, starting from different arrays of initial interaction parameters obtained by the Monte Carlo method. The results were compared with the study carried out by Florido et al. (2014), which used genetic algorithm as optimization method. The first configuration provided an average deviation (DMR) of 1,366 and the second configuration resulted in a DMR 1,042. The gradient descent method showed better results for the first configuration comparing with the genetic algorithm method (DMR 1.70). On the other hand, for the second configuration the genetic algorithm method had a better result (DMR 0.68). The UNIFAC-VISCO model predictive ability was evaluated for eucalyptus essential oil system using the obtained parameters, providing DMR equal to 17.191 and 3.711, for the first and second configuration, respectively. The parameters determined by genetic algorithm presented lower DMR for the two settings (3.56 and 1.83 to the first and second configuration, respectively). The major parameters for calculating the DMR are CH-CH3 and OH-H2O to the first and second configuration, respectively. The parameters involving the C group did not influence the DMR and may be excluded from further analysis.

In this dissertation we use the gauge/gravity duality approach to study the dynamics of strongly coupled non-Abelian plasmas. Ultimately, we want to understand the properties of the quark-gluon plasma (QGP), whose scientifc interest by the scientific community escalated exponentially after its discovery in the 2000\'s through the collision of ultrarelativistic heavy ions. One can enrich the dynamics of the QGP by adding an external field, such as the baryon chemical potential (needed to study the QCD phase diagram), or a magnetic field. In this dissertation, we choose to investigate the magnetic effects. Indeed, there are compelling evidences that strong magnetic fields of the order $eB\\sim 10 m_\\pi^2$ are created in the early stages of ultrarelativistic heavy ion collisions. The chosen observable to scan possible effects of the magnetic field on the QGP was the viscosity, due to the famous result $\\eta/s=1/4\\pi$ obtained via holography. In a first approach we use a caricature of the QGP, the $\\mathcal=4$ super Yang-Mills plasma to calculate the deviations of the viscosity as we add a magnetic field. We must emphasize, though, that a magnetized plasma has a priori seven viscosity coefficients (five shears and two bulks). In addition, we also study in this same model the anisotropic heavy quark-antiquark potential in the presence of a magnetic field. In the end, we propose a phenomenological holographic QCD-like model, which is built upon the lattice QCD data, to study the thermodynamics and the viscosity of the QGP with an external strong magnetic field. / Nesta dissertação utilizamos uma abordagem via dualidade gauge/gravity para estudar a dinâmica de plasmas não-Abelianos fortemente interagentes. Nosso objetivo último visa aplicações para o plasma de quarks e glúons (QGP), cujo interesse científico cresceu exponencialmente depois de sua descoberta em meados dos anos 2000 ao colidir-se íons ultrarelativísticos. Podemos enriquecer a dinâmica do QGP ao adicionarmos campos externos, como o potencial químico (para exploração do diagrama de fases hadrônico), ou um campo magnético. Nesta dissertação, tomamos como norte a exploração dos efeitos magnéticos. De fato, acredita-se que campos magnéticos da ordem de $eB\\sim 10 m_\\pi^2$ sejam criados nos estágios iniciais do QGP. O observável escolhido para sondar possíveis efeitos do campo magnético no QGP foi a viscosidade, em partes pelo famoso resultado $\\eta/s=1/4\\pi$ obtido holograficamente. Utilizamos num primeiro momento uma caricatura da QCD, a $\\mathcal=4$ super Yang-Mills para calcular o que muda na viscosidade com o advento do campo magnético. Devemos salientar, contudo, que um plasma altamente magnetizado possui a priori sete coeficientes de viscosidade (cinco de cisalhamento e duas volumétricas). Também exploramos, nesse mesmo modelo, o potencial de um par pesado de quark-antiquark na presença de um campo magnético. Por fim, propomos um modelo holográfico fenomenológico mais semelhante a QCD, sendo ele ``calibrado\'\' pelos dados da QCD na rede, para estudar a termodinâmica e a viscosidade do QGP imerso num forte campo magnético.

Este trabalho trata da caracterização de propriedades termodinâmicas e de transporte de nanofluidos baseados em nanopartículas de alumina em água para diferentes concentrações. Suspensões estáveis foram elaboradas por meio de um agitador ultrassônico. As seguintes propriedades foram analisadas: i) condutividade térmica com o método da sonda-linear; ii) viscosidade dinâmica através do reômetro do tipo cone e placa e iii) ângulo de contato com base em registros fotográficos de gotas em uma superfície plana e o tratamento de imagem através de um programa elaborado em LabVIEW. Procedimentos foram utilizados visando validar os métodos experimentais adotados, entre eles a comparação com resultados para fluidos puros. Além do estudo experimental, foi realizada uma análise crítica da literatura sobre condutividade térmica e viscosidade dinâmica de nanofluidos. Com base nesta análise, os resultados experimentais foram comparados a dados empíricos da literatura e métodos de previsão de propriedades desenvolvidos para nanofluidos e para suspensões de particulado sólido em líquido. De uma maneira geral, os resultados levantados neste estudo para condutividade térmica e viscosidade dinâmica de nanofluidos foram significativamente superiores a maioria dos dados experimentais da literatura e aos resultados proporcionados pelos métodos de previsão. Entretanto, para nanofluidos com composições distintas de nanopartículas de alumina em água, comportamentos similares ao do presente estudo também são observados na literatura. No caso do ângulo de contato, verificou-se seu decréscimo com o incremento da concentração de nanopartículas. Tal resultado coincide com a bibliografia consultada, segundo a qual a molhabilidade do nanofluido se eleva com o incremento da concentração de nanopartículas. / The present study concerns the characterization of thermodynamic and transport properties of nanofluids based on alumina nanoparticles in deionized water. Stable suspensions were obtained using an ultrasonic homogenizer (Sonicator). The following properties were measured: i) thermal conductivity using the linear probe method, ii) dynamic viscosity through a cone-plate rheometer iii) contact angle, based on photographic of nanofluid drops on a flat surface and image processing through a program based on LabVIEW. The methods and experimental procedures were validated by performing measurements properties of pure fluids with well known characteristics. Besides the experimental study, it was performed a comprehensive literature review on thermal conductivity and dynamic viscosity of nanofluids. Experimental results were compared against the data from the literature and the respective predictive methods developed for suspensions of nanofluids and micro solid particles in liquid. Generally speaking, the nanofluid thermal conductivity and dynamic viscosity measured in the present study were higher than the empirical values from the literature and the values given by predictive methods. However, it should be highlighted that although for different compositions of nanofluids behaviors similar to the one observed in this study are also reported in the literature. In case of contact angle, it was found that its value decreases with increasing the nanoparticle volumetric concentration. Such results is coincident with literature reports according to which the nanofluid wettability, given in terms of the contact angle, increases with increasing the nanoparticle concentration.

Neste trabalho, aplica-se uma regra de mistura desenvolvida pelo autor desta dissertação para estimar a viscosidade da mistura de duas substâncias líquidas a partir das viscosidades dessas puras, o que é usual a outros métodos. O aspecto de maior interesse é o caráter preditivo, ou seja, não requer a avaliação experimental de qualquer parâmetro da mistura para obtenção de estimativa da viscosidade da mesma. A formulação dessa regra é feita a partir de uma analogia e generalização da regra aplicada para misturas ideais, na qual a propriedade da mistura é uma ponderação das propriedades dos componentes puros, introduzindo um fator de ponderação alternativo à fração molar (ou mássica), que seria avaliado como função da composição da mistura. As constantes do modelo são obtidas a partir da ideia de uma composição local característica com considerações simplificadas de volume e área superficial das moléculas dos compostos na mistura. Os resultados obtidos apresentam desvios menores que os modelos preditivos mais conhecidos (UNIFAC-VISCO, ASOG-VISCO) para casos de mais de 30 misturas binárias verificados na literatura e ainda pode ser usado, de forma diferenciada, para tratar misturas aquosas e outras com comportamento análogo a estas. / In this work, a mixing rule to estimate the viscosity of a mixture of two liquids from the viscosities of the pure liquids is presented. The most important feature of this mixing rule is its predictive character, i.e., it does not depend on the experimental determination of the mixture viscosity. This mixing rule is developed from a generalized rule applied for ideal mixtures, in which the property is averaged from those of the pure compounds by introducing an alternative weighting factor to replace the molar or mass fractions. This weighing factor is derived from a local composition reasoning, with simplifying considerations on the volume and surface area of the molecules that constitute the mixture. The developed mixing rule was compared to other predictive models (UNIFAC-VISCO, ASOG-VISCO) to predict the viscosity of liquid mixtures. The developed mixing rule resulted in a best prediction of the mixture viscosity, and could be applied (with minor changes introduced) to aqueous mixtures, which could not be adequately treated by other models.

Esta tese apresenta o problema que relaciona o coeficiente de viscosidade quântico e a função energia potencial para o sistema He-He. Primeiramente, com o propósito de se verificar uma recente função energia potencial resolveu-se o problema direto obtendo o coeficiente de viscosidade de 1 a 100 K, faixa em que os efeitos quânticos são importantes. Os valores calculados foram encontrados dentro da incerteza experimental atestando assim a função energia potencial para a descrição da propriedade. Em seguida, com o objetivo principal de se obter a função energia potencial a partir do coeficiente de viscosidade, abordou-se em primeiro lugar um problema inverso intermediário, o da obtenção da função energia potencial a partir de valores de deslocamento de fase. O deslocamento de fase é encontrado como um valor limite para distâncias em que a função energia potencial é desprezível, pela equação de Calogero. A equação de Calogero é uma equação diferencial de Ricatti a qual depende da função energia potencial de modo não linear. Nesse sentido, para aplicar a Aproximação da Análise de Sensibilidade Funcional, um novo método para obter a sensibilidade do deslocamento de fase em relação a função energia potencial foi desenvolvido a partir da equação de Calogero, possibilitando abordar o problema. Finalmente, com a nova metodologia desenvolvida a função energia potencial pôde ser obtida a partir de dados de coeficiente de viscosidade dentro do tratamento quântico. O procedimento envolveu uma etapa linear, o da obtenção da seção de choque pelas integrais de colisão, e uma não linear, o da obtenção da função energia potencial a partir da seção de choque. Os problemas por serem mal-colocados foram resolvidos com a técnica de regularização, Regularização de Tikhonov, a qual demonstrou-se como uma técnica eficaz para estabilizar o problema. A função de energia potencial recuperada descreve o coeficiente de viscosidade com um erro médio de 1,6422 %, erro menor que o erro experimental (5 %). / This thesis presents the problem of relating the quantum viscosity coefficient and potential energy function for the He-He system. First, in order to check a recent potential energy potential, the direct problem has been solved getting the viscosity coefficient from 1 to 100 K, range in which the quantum effects become important. The calculated values were found within the experimental uncertainty thus attesting the quality of the potential energy function for the description of the property. Then, with the main objective to get the potential energy function from the viscosity coefficient, first an intermediate inverse problem has been addressed, obtaining the potential energy function from the phase shift. Phase shift is found as a threshold value for distances at which the potential energy function is negligible, from Calogero equation. Calogero equation is a Ricatti differential equation which depends on the potential energy function in a nonlinear way. Accordingly, to apply the Functional Sensitivity Analysis Approach, a new method for get the sensitivity of the phase shift relative to potential energy function has been developed from equation Calogero’s. Finally, with the new methodology developed the potential energy function might be obtained from viscosity coefficient data within the quantum treatment. The procedure involved a linear step, to obtain the cross section through collision integrals, and a nonlinear step, obtaining the potential energy function from cross section. The problems are ill-posed and were solved with the regularization technique, Tikhonov regularization, which has been shown as an effective technique to stabilize the problem. The potential energy function recovered describes the viscosity coefficient with an average error of 1.6422 % that is less than the experimental error (5 %). / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Esta dissertação tem por objetivo simular o escoamento pulsátil de sangue em artéria humana variando-se o grau de estenose (obstrução) e a freqüência do pulso de entrada. O escoamento será modelado resolvendo-se o sistema de equações de continuidade e Navier-Stokes, em regime laminar, com um sistema de coordenadas axisimétrico. O método de volumes finitos é utilizado para a discretização do domínio, com uma formulação acoplada para o cálculo dos campos de pressão e velocidade. São desenvolvidas subrotinas em linguagem C para incorporar a condição de contorno de velocidade oscilatória na entrada da artéria, e compiladas no programa Fluent como UDFs (User Defined Function). Para a simulação com o modelo de viscosidade de Casson, será implementada uma UDF, enquanto o modelo Newtoniano utiliza um valor de viscosidade constante. Serão testados três números de Womersley: baixo (Wo = 4), moderado (Wo = 8) e alto (Wo = 12), o que implica em redução dos períodos, com rápidas acelerações e desacelerações à medida que o número de Womersley cresce. Além disso, varia-se o grau de obstrução da artéria (25%, 50% e 75%), com o objetivo de verificar em que condições os modelos de viscosidade Newtoniano e Casson produzem respostas similares. São obtidos resultados para (i) as linhas de corrente no interior do domínio, (ii) contornos e distribuição de velocidade axial bem como (iii) perfis da tensão de cisalhamento ao longo da parede da artéria. Os resultados permitem concluir que a aproximação entre os modelos de viscosidade Newtoniano e Casson ocorre para alto valor de número de Womersley (Wo = 12) e obstrução de 75%.