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Estabelecimento de parâmetros de processamento de compósitos estruturais via análises térmica e viscosimétrica.

Michelle Leali Costa 00 December 1998 (has links)
O uso de compósitos avançados em componentes de aeronaves e estruturas espaciais deve-se, principalmente, à flexibilidade de projeto, facilidade de processamento e baixa massa específica (~2 g/cm3), aliados aos valores de resistência mecânica e rigidez que atendem aos requisitos de desempenho destas estruturas em serviço. Para essa finalidade os compósitos são obtidos mediante a utilização de fibras de reforço pré-impregnados com uma matriz polimérica (pré-impregnados). A manufatura desses pré-impregnados é controlada e mantida sob sigilo por um reduzido número de empresas fornecedoras desse segmento da indústria. O presente trabalho foi elaborado com o objetivo de estabelecer uma metodologia que contribuísse, de forma sistemática, à tecnologia de fabricação e controle das matérias-primas, de processamento de pré-impregnados e da manufatura de compósitos como produto final. Para tanto, foram utilizadas formulações de uma resina epoxi do tipo diglicidi-éter do bisfenol-A (DGEBA), endurecedores tipo amina aromática (difenildiamino-sulfona e 4,4'difenildiamino-metileno) e um diluente poliglicidil éter (PGE). Fibras de carbono foram utilizadas como material de reforço. Os parâmetros cinéticos e viscosimétricos das formulações de resina epoxi/endurecedor/diluente foram determinados utilizando as técnicas de calorimetria exploratória diferencial e viscosimetria. Formulações com cinética "autocatalítica" e de "ordem n" foram observadas. Destes resultados, foram estabelecidas condições de processamento tanto para os ciclos de cura quanto para os pré-impregnados, na manufatura de compósitos unidirecionais e determinadas as propriedades dinâmico-mecânicas das formulações de resinas polimerizadas e dos compósitos.
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Estudo do efeito da adição de diésteres em fluidos industriais de origem vegetal e suas propriedades / Effect of diesters additions on the properties of industrial fluids vegetable oil based

Marques, Adriana 29 March 2012 (has links)
Os óleos vegetais vêm sendo estudados como substitutos aos minerais em várias aplicações industriais, em particular no resfriamento de aços, no processo de tratamento térmico de têmpera. Este trabalho trata do estudo das características de viscosidade e propriedades de resfriamento de óleos vegetais e de formulações feitas a partir desses óleos com diésteres: Bis (2-etilhexil) adipato DOA, Bis (2-etilhexil) sebacato DOS e Diiso Tridecil adipato DITA, nas proporções de 2,5% e 5,0% (m/m). Realizou-se também nos óleos vegetais, sem aditivos, uma avaliação prévia da estabilidade oxidativa feita por RMN, baseando-se nas proporções de ácidos graxos saturados e insaturados presentes na cadeia. Avaliações foram também feitas para formulações com óleo de soja após o processo de envelhecimento acelerado. Os resultados indicaram como sendo o óleo de coco, o de maior estabilidade oxidativa. Os óleos de amendoim e soja apresentaram menores variações de viscosidade com a temperatura, caracterizados pelos menores valores do coeficiente de Walther (B). Das formulações estudadas, no estado não oxidado, a adição de 2,5% de DOS ao óleo de soja foi a que proporcionou maiores taxas máximas e camada de vapor menos estável. Após a oxidação de 48 horas, a composição de óleo de soja adicionado a 5,0% de DOA foi a que sofreu menores alterações comparadas do estado não oxidado. / Vegetable oils have been studied in the replacement of mineral oils in many industrial applications particularly on the quenching steel in the heat treatment process. This work presents studies conducted to vegetable oils in terms of viscosity characteristics and cooling behavior. Such studies incorporate also formulations on vegetable oil based by diesters additions [Bis (2-etylhexyl) Adipate - DOA, Bis (2-etylhexyl) Sebacate DOS, Diiso Trydecil Adipate DITA] in the proportions of 2.5 and 5.0 % (m/m). Oxidation stability was evaluated by NMR performed in the vegetable oil without diesters additions. This evaluation was based in the satured and insatured compounds presented in the vegetable oil chain. Similar evaluations were also performed for formulations based on the soybean oil, before and after the accelerated oxidation tests. Results indicated coconut oil as the most stable in terms of oxidation. Peanut oil and soybean oil shown minor alterations on the viscosity values when the raise of temperature, since they presented lower Walther coefficient (B). Comparing the formulations soybean oil based in the not oxidized condition, the addition of 2,5% DOS was that shown greater maximum cooling rates (CRmax) and less stable vapour phase. After accelerated oxidation tests (48 hours), formulation with 5% DOA (soybean oil based) was that presented minor variations in terms of cooling parameters compared with not oxidized condition.
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Estudo da relação entre viscosidade do lubrificante e vibração em uma caixa de engrenagens. / Study of the relation between oil viscosity and vibration in a gearbox.

Almeida, Rui Gomez Teixeira de 11 May 2006 (has links)
A crescente implementação pela indústria de técnicas de manutenção preditiva exige cada vez mais o aprimoramento dos procedimentos capazes de fornecer informações sobre o estado de um equipamento. Dentre os procedimentos de análise existentes para máquinas rotativas, a análise de vibração é um dos mais utilizados sendo, atualmente inclusive, presente em larga parcela de setores industriais importantes no Brasil (como o setor de celulose e papel, por exemplo). Isto faz, portanto, cada vez mais importante explorar todas as possibilidades desta técnica. Este trabalho inicia uma investigação sobre as relações entre vibração (assinatura mecânica) e lubrificação de máquinas rotativas e assim, como ponto de partida deste estudo, procura avaliar o efeito da variação da viscosidade do lubrificante no sinal de vibração de caixas de engrenagem. O trabalho apresenta um grande banco de dados experimental, discute diversos métodos de processamento de sinais e apresenta uma característica do sinal de vibração que foi capaz de identificar alterações na viscosidade do óleo lubrificante no caso apresentado. / The crescent implementation, by brazilian industry, of predictive maintenance techniques demands, from vibration analyses processes, more capability for supplying information on the state of equipment. Among the existent analysis procedures for rotative machines, the vibration analysis is one of the more used, being nowadays, present in a wide portion of important industrial sections in Brazil (as the cellulose pulp and paper for instance). This makes, therefore, more and more important to explore all of the possibilities of this method. This work begins an investigation about the relation between vibration (mechanical signature) and lubrication of rotative machines. As a starting point of this study, it tries to evaluate the effect of the variation of the viscosity of the lubricant on the vibration signature of a gear box. The work presents a large experimental database, discusses several methods of signal processing and presents a characteristic of the vibration signal capable to identify alterations in the viscosity of the lubricating oil in the tested equipment.
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Propriedades físicas de sistemas de interesse para a indústria de óleos e de produção de biodiesel: determinação de dados experimentais, modelagem e predição / Physical properties of concern systems to the oil and biodiesel production industry: determination of experimental data, modeling and prediction

Florido, Priscila Missano 14 September 2018 (has links)
O conhecimento de propriedades físicas de sistemas contendo compostos graxos e solventes é de grande relevância, pois essas informações são essenciais no projeto de tubulações e equipamentos, assim como na simulação e otimização de processos. A aquisição de dados em todas as condições de interesse não é viável e métodos para estimar estas propriedades são de grande importância prática. Esta tese de doutorado teve por objetivos a obtenção de dados das propriedades físicas de sistemas contendo compostos graxos; ajuste e obtenção de novos parâmetros do modelo UNIFAC-VISCO, além de realização de testes preditivos com outros modelos para fins de comparação; determinação indireta e correlação dos dados de volume molar de excesso e coeficiente de atividade na diluição infinita. Foram estudados 218 sistemas, totalizando 2404 pontos experimentais para densidade, 2404 dados de viscosidade, e 199 dados de tensão superficial. Além disso, foram obtidos dados indiretos de volume molar em excesso e coeficiente de atividade para sistemas constituídos por ésteres metílicos e acilglicerol parcial. A influência da temperatura e composição foi estudada, sendo que tanto a densidade quanto a viscosidade foram influenciadas pelos parâmetros citados. A estimativa de densidade utilizando regras de mistura apresentou desvio médio relativo (DMR) menor do que 1%, enquanto que a predição utilizando a versão adaptada do modelo GC-VOL resultou em DMR variando na faixa de 5% a 40%. Para a viscosidade, as regras de mistura proporcionaram desvios entre 0,6% a 204%, enquanto que o modelo UNIFAC-VISCO resultou em desvios em torno de 10% para predição. Para a tensão superficial, os parâmetros de um modelo baseado na Equação de Wilson foram ajustados, e a predição de sistemas multicomponentes resultou em desvios menores do que 7%. Uma equação para estimativa de composição residual foi estudada com base nos dados indiretos de volume molar em excesso e coeficiente de atividade na diluição infinita. / The knowledge of physical properties of systems formed by fatty compounds and solvents has great relevance because these information are essential for the design of equipments and optimization of processes. It is not feasible to gather an experimental database thus, prediction models become of great potential and practical value. The objective of this Ph.D. thesis was to form an experimental database of physical properties of fatty compounds systems; data adjust to obtain new parameters of the UNIFAC-VISCO model, besides performing predictive tests with other models for comparison purposes;and indirect determination and correlation of excess molar volume and activity coefficient at infinite dilution. 218 systems were studied, resulting in 2404 density data, 2404 viscosity data, and 199 surface tension data. In addition, indirect data of excess molar volume and activity coefficient were obtained for systems formed by methyl esters and partial acylglycerol. The influence of temperature and composition were studied, and both density and viscosity are influenced by the mentioned parameters. The density estimation by mixing rules resulted in average relative deviation (ARD) lower than 1%, while prediction using the GC-VOL model resulted in an ARD range of 5% - 40%. For viscosity, the mixing rules resulted in deviations from 0.6% to 204%, and the UNIFAC-VISCO model presented ARD around 10% for data prediction. For surface tension, the parameters of a Wilson\'s Equation based model were adjusted, and the prediction of multicomponent systems resulted in deviations lower than 7%. An equation for estimate the residual composition was studied based on indirect data of excess molar volume and coefficient of activity at infinite dilution.
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Estudos da eficiência da reação peroxioxalato em misturas de líquidos iônicos com solventes moleculares / Studies of the efficiency of the peroxyoxalate reaction in ionic liquids mixtures with molecular solvents

Andre Barioni Gonçalves 11 May 2018 (has links)
Uma reação relativamente simples vem auxiliando cada vez mais uma variedade de aplicações analíticas na determinação de diversos compostos. A reação peroxioxalato, que produz o fenômeno de quimiluminescência, pode identificar compostos como peróxido de hidrogênio e compostos orgânicos fluorescentes presentes em diferentes meios. O estudo dessa reação em líquidos iônicos utilizados como solvente se torna cada vez mais interessante, por se tratar de solventes verdes, beneficiando assim o meio ambiente. Neste projeto, foi estudado a reação de oxalato de bis(2,4,6-triclorofenila) (TCPO) com peróxido de hidrogênio, em 1,2-dimetoxietano (DME), carbonato de propileno (CP) e misturas binárias de líquido iônico e DME, catalisada por imidazol. Dois líquidos iônicos (LIs) foram utilizados, sendo eles o tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BuMeImBF4) e o tetrafluoroborato de 1-decil-3-metilimidazólio (DecMeImBF4). As misturas binárias foram preparadas com até 50% de sua composição constituída de LI, definindo assim diferentes condições experimentais no estudo da reação, podendo ser aproveitado em futuras aplicações analíticas. Estudos cinéticos mostraram que o imidazol age não somente como catalisador básico mas também nucleofílico, tanto nos solventes orgânicos puros quanto nos meios contendo LI. Nos solventes puros e nas misturas binárias destes com líquidos iónicos determinaram-se os valores das constantes de velocidade observadas (kobs) e os rendimentos quânticos singlete (ΦS). Os valores de kobs se tornam maiores nas misturas contendo LI em sua composição, entretanto, os valores de ΦS não sofrem alteração significativa, mostrando uma leve tendência de diminuição. A determinação dos parâmetros de polaridade e viscosidade das misturas binárias DME/LI mostra que ambos aumentam com o aumento da concentração do LI. A baixa sensibilidade dos rendimentos quânticos à composição dos meios DME/LI pode ser entendida por um efeito de composição da viscosidade e polaridade do meio. Enquanto o aumento da viscosidade deve aumentar a eficiência de quimiexcitação, o aumento da polaridade pode levar à diminuição do rendimento devido a separação dos íons radicais envolvidos no passo de quimiexcitação ocorrendo pelo mecanismo CIEEL (Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence). De acordo com os estudos realizados, foi demonstrado que a reação peroxioxalato pode ser conduzida em meios contendo líquidos iônicos, favorecendo assim uma maior utilização destes solventes verdes. / A relatively simple chemical reaction has increasingly shown utility in a variety of analytical applications for the determination of various compounds. The peroxyoxalate reaction, which produces the chemiluminescence phenomenon, can be used to identify and quantify several compounds, such as hydrogen peroxide and fluorescent organic compounds in different reaction media. The study of this reaction in media containing ionic liquids is of increasing interest, because of its possible utilization as \"green\", environmental compatible, solvents in analytical assays. In this project, the kinetics of the imidazole catalyzed reaction of bis(2,4,6- trichlorophenyl) oxalate (TCPO) with hydrogen peroxide in 1,2-dimethoxyethane (DME), propylene carbonate (CP) and binary mixtures of ionic liquids and DME, is studied, using the two ionic liquids (LIs) 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BuMeImBF4) and 1- decyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (DecMeImBF4). The binary mixtures were prepared with up to 50% of their composition consisting of LI, thus, defining different experimental conditions in the study of the reaction, which could be used in future analytical applications. Kinetic studies show that imidazole acts not only as base, but also studied as nucleophilic catalyst, in molecular solvents as well as in LI-containing media. In the binary mixtures studied, the values of the observed rate constants (kobs) and singlet quantum yields (ΦS) were determined. The kobs values are higher in mixtures containing LIs in their composition, however, ΦS values do not change significantly, showing only a slight tendency to decrease. The determination of the polarity and viscosity parameters of the binary DME / LI mixtures shows that both increase with increasing LI concentration. The low sensitivity of quantum yields to the composition of the DME / LI media can be understood by a combined medium effect of the viscosity and polarity. While increased viscosity should increase the efficiency of chemiexcitation, increased polarity may lead to decreased quantum yields due to separation of the radical ions involved in the chemiexcitation step occurring by the Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence (CIEEL) mechanism. According to the studies, it has been demonstrated that the peroxyoxalate reaction can be conducted in media containing ionic liquids, indicating that analyical assays with the peroxyoxalate reaction migt be performed in these \"green\" solvents.
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[en] PREDICTION OF VELOCITY DISTRIBUTIONS IN ROD BUNDLE AXIAL FLOW, WITH A STATISTICAL MODEL (K-E) OF TURBULANCE / [pt] ESTUDO ANALÍTICO DA DISTRIBUIÇÃO DE VELOCIDADES NO ESCOAMENTO AXIAL ATRAVÉS DE FEIXES DE BARRAS, COM UM MODELO ESTATÍSTICO (K-E) DE TURBULÊNCIA

HUGO CARDOSO DA SILVA JUNIOR 27 March 2019 (has links)
[pt] Elementos combustíveis de reatores nucleares são, em geral, constituídos por feixes de barras, através dos quais o refrigerante escoa axialmente. A confiabilidade do projeto termohidráulico destes elementos está ligada a um conhecimento detalhado do campo (principal e secundário) de velocidades. Um modelo estatístico de turbulência (K-E) é aplicado na determinação dos escoamentos principal e secundário, tensões de cisalhamento na parede e coeficiente de atrito para regime turbulento desenvolvido permanente, com fluido incompressível escoando axialmente através de feixes de barras em arranjo triangular ou quadrado. O método numérico emprega a vorticidade e a função corrente na descrição do campo de velocidades. Os resultados ovtidos estão, para diferentes números de Reynolds e diferentes razões de aspecto (P/D) de acordo com os resultados experimentais e analíticos de diversos investigadores. / [en] Reactor fuel elements generally consist of rod bundles with the coolant flowing axially through the region between the rods. The confiability of the thermohydraulic design of such elements is related to a detailed description of the velocity field. A two-equation statistical model (K-E) of turbulence is applied to compute main and secondary flow fields, wall shear stress distributions and friction factors of steady, fully developed turbulent flows, with incompressible, temperature independent fluid flowing axially through triangular or square arrays of rod bundles. The numerical procedure uses the vorticity and the stream function to describe the velocity field. Comparison with experimental and analytical data of several investigations is presented. Results are in good agreement.
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Seleção de uma cultura microbiana camercial para indústria de laticínios com baixa pós-acidificação e aumento de viscosidade em leites fermentados

Barth, Andréia Ruppenthal 31 July 2014 (has links)
Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-20T22:41:53Z No. of bitstreams: 1 56c.pdf: 3770514 bytes, checksum: cf71b027cc3d4c64d9a8799069053dd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-20T22:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 56c.pdf: 3770514 bytes, checksum: cf71b027cc3d4c64d9a8799069053dd1 (MD5) Previous issue date: 2014-07-31 / Nenhuma / As culturas tradicionais de bactérias lácticas utilizadas para elaboração dos leites fermentados pós-acidificam mesmo em temperatura de refrigeração. Uma seleção cuidadosa poderia reduzir os impactos causados pelas falhas na cadeia do frio e melhorar a qualidade sensorial dos produtos oferecidos ao mercado consumidor. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi selecionar culturas microbianas adequadas para o laticínio, sendo que a principal característica buscada foi baixa pós-acidificação e aumento de viscosidade do iogurte e da bebida láctea. Foram avaliadas as três culturas atualmente utilizadas pelo laticínio e cinco novas culturas para os produtos bebida láctea e iogurte. Para ambas as culturas foi verificado o tempo de fermentação, a pós-acidificação quando o produto era mantido em temperatura de fermentação, além do pH e viscosidade durante o shelf life, quando o produto era resfriado à 10 e 15 °C antes do envase. Os resultados mostraram elevada pós-acidificação e baixa viscosidade para duas culturas atualmente utilizadas pela empresa, as quais foram descontinuadas. Três novas culturas apresentaram resultados satisfatórios para o objetivo proposto. Foi possível concluir que a escolha da cultura microbiana interfere fortemente na pós-acidificação e viscosidade para o produto bebida láctea e que a interferência não é tão significativa para o produto iogurte. Através da realização deste trabalho foi verificado que o shelf life da bebida láctea poderia ser aumentado de 45 para 60 dias. / The traditional cultures of lactic acid bacteria used in the preparation of fermented milk post-acidify even at refrigeration temperature. A careful selection could reduce the impacts caused by failures in the cold chain and improve the sensory quality of products offered to the consumer market. Therefore, the aim of this study was to select appropriate microbial cultures for the dairy industry, and the main feature was sought low post acidification and viscosity increase of fermented milks. The three cultures currently used in the dairy industry and five new cultures for yogurt and fermented dairy drink products were evaluated. Fermentation time was checked for both cultures, when the after acidification from the product was maintained at a temperature of fermentation, addition of pH and viscosity during the shelf life, when the product was cooled at 10 and 15 º C before packaging. The results show low viscosity and high post acidification for two currently cultures used by the company, which were discontinued. Three new cultures showed satisfactory results for the proposed objective. It was concluded that the choice of the microbial culture interferes strongly in the post acidification and viscosity for the product fermented dairy drink and that interference is not as significant for the yogurt product. Through this study it was found that the shelf life of fermented milk could be increased from 45 to 60 days.
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Propriedades físicas de sistemas de interesse para a indústria de óleos e de produção de biodiesel: determinação de dados experimentais, modelagem e predição / Physical properties of concern systems to the oil and biodiesel production industry: determination of experimental data, modeling and prediction

Priscila Missano Florido 14 September 2018 (has links)
O conhecimento de propriedades físicas de sistemas contendo compostos graxos e solventes é de grande relevância, pois essas informações são essenciais no projeto de tubulações e equipamentos, assim como na simulação e otimização de processos. A aquisição de dados em todas as condições de interesse não é viável e métodos para estimar estas propriedades são de grande importância prática. Esta tese de doutorado teve por objetivos a obtenção de dados das propriedades físicas de sistemas contendo compostos graxos; ajuste e obtenção de novos parâmetros do modelo UNIFAC-VISCO, além de realização de testes preditivos com outros modelos para fins de comparação; determinação indireta e correlação dos dados de volume molar de excesso e coeficiente de atividade na diluição infinita. Foram estudados 218 sistemas, totalizando 2404 pontos experimentais para densidade, 2404 dados de viscosidade, e 199 dados de tensão superficial. Além disso, foram obtidos dados indiretos de volume molar em excesso e coeficiente de atividade para sistemas constituídos por ésteres metílicos e acilglicerol parcial. A influência da temperatura e composição foi estudada, sendo que tanto a densidade quanto a viscosidade foram influenciadas pelos parâmetros citados. A estimativa de densidade utilizando regras de mistura apresentou desvio médio relativo (DMR) menor do que 1%, enquanto que a predição utilizando a versão adaptada do modelo GC-VOL resultou em DMR variando na faixa de 5% a 40%. Para a viscosidade, as regras de mistura proporcionaram desvios entre 0,6% a 204%, enquanto que o modelo UNIFAC-VISCO resultou em desvios em torno de 10% para predição. Para a tensão superficial, os parâmetros de um modelo baseado na Equação de Wilson foram ajustados, e a predição de sistemas multicomponentes resultou em desvios menores do que 7%. Uma equação para estimativa de composição residual foi estudada com base nos dados indiretos de volume molar em excesso e coeficiente de atividade na diluição infinita. / The knowledge of physical properties of systems formed by fatty compounds and solvents has great relevance because these information are essential for the design of equipments and optimization of processes. It is not feasible to gather an experimental database thus, prediction models become of great potential and practical value. The objective of this Ph.D. thesis was to form an experimental database of physical properties of fatty compounds systems; data adjust to obtain new parameters of the UNIFAC-VISCO model, besides performing predictive tests with other models for comparison purposes;and indirect determination and correlation of excess molar volume and activity coefficient at infinite dilution. 218 systems were studied, resulting in 2404 density data, 2404 viscosity data, and 199 surface tension data. In addition, indirect data of excess molar volume and activity coefficient were obtained for systems formed by methyl esters and partial acylglycerol. The influence of temperature and composition were studied, and both density and viscosity are influenced by the mentioned parameters. The density estimation by mixing rules resulted in average relative deviation (ARD) lower than 1%, while prediction using the GC-VOL model resulted in an ARD range of 5% - 40%. For viscosity, the mixing rules resulted in deviations from 0.6% to 204%, and the UNIFAC-VISCO model presented ARD around 10% for data prediction. For surface tension, the parameters of a Wilson\'s Equation based model were adjusted, and the prediction of multicomponent systems resulted in deviations lower than 7%. An equation for estimate the residual composition was studied based on indirect data of excess molar volume and coefficient of activity at infinite dilution.
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Viscosidade efetiva de escórias e parâmetro cinético de agitação aplicados na limpeza inclusionária de aços especiais durante desgaseificação a vácuo

Rocha, Vinicius Cardoso da January 2016 (has links)
Há uma demanda por competitividade entre as indústrias de aços, a fim de alcançar a excelência definida pelo termo clean steel. O processo de desgaseificação a vácuo (VD) ocorre durante o Refino Secundário de aços especiais. Sua principal função é remover gases indesejáveis, especialmente o hidrogênio. Entretanto, durante este processo, o fenômeno de flotação e a absorção de inclusões são reportados. O objetivo do presente trabalho foi estudar a viscosidade de escórias e a capacidade da estação de desgaseificação a vácuo do tipo tanque na limpeza de aços sob uma perspectiva industrial. Para realizar este objetivo, foram coletadas amostras de escória e aço antes e após a etapa de vácuo. Os resultados em limpeza de aço foram relacionados à energia de agitação durante o tratamento a vácuo (associada a um parâmetro cinético - βs) e ao efeito da viscosidade de escórias. É possível observar um decréscimo expressivo na população de inclusões entre as condições antes e após tratamento de desgaseificação a vácuo. A remoção de inclusões durante o vácuo atinge 64, 75 e 78% para as faixas de diâmetro de 2,5-5, 5-15 e ≥ 15 μm, respectivamente. Após o processo de desgaseificação, a composição das inclusões não-metálicas aproxima-se da composição química da escória. O processo de agitação na estação de desgaseificação a vácuo promove uma diminuição significativa na densidade de inclusões na faixa de diâmetro de 2,5-15 μm. Além disso, ao aumentar a intensidade do parâmetro cinético, a composição química de inclusões não-metálicas foi afetada e o teor de enxofre presente no aço líquido foi reduzido. Quanto às viscosidades efetiva das escórias, conclui-se que, para valores mais baixos (0,20 Pa.s) aumenta-se a capacidade da escória na remoção de inclusões, enquanto que valores mais altos (> 0,40 Pa.s) aparentaram ser prejudiciais à limpeza do aço. / There is a demand in competitiveness within the steel industry towards achieving excellence defined by clean steel term. The process of vacuum degassing (VD) occurs during the secondary refining of special steels. Its main function is to remove undesirable gases, primarily hydrogen. However, during this process, flotation phenomenon and inclusions absorption are reported. The aim of the present work was to study the slag viscosity and vacuum degassing (tank type) capacity in steel cleanliness from an industry perspective. To achieve this objective, slag and steel samples were taken before and after vacuum stage. The results in steel cleanliness were related to the stirring energy of the vacuum station (associated to a kinetic parameter – βs) and to the effect of slag viscosity. It is possible to observe an expressive decrease in the population of inclusions between the conditions before and after vacuum degassing treatment. The removal of inclusions during the vacuum stage reaches 64, 75 and 78% in the diameter ranges of 2,5-5, 5-15 and ≥ 15 μm, respectively. After the degassing process, the composition of non-metallic inclusions seemed to approach the slags’ chemical compositions. The stirring process in the vacuum degassing station promotes a significant decrease in the inclusion density with 2,5-15 μm diameter range. Also, by increasing the kinetic parameter intensity, the composition of non-metallic inclusions was affected. The sulfur content present in liquid steel was reduced. Regarding the effective viscosities of slags, it was concluded that lower values (0,20 Pa.s) increased slag capacity in inclusion removal, whereas higher values (> 0,40 Pa.s) was detrimental to steel cleanliness.
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Determinação da viscosidade de misturas assimétricas em alta pressão usando regras de mistura / Determination of viscosity of asymmetric mixtures at high pressure using mixing rules

Luciana Loureiro de Pinho Rolemberg de Andrade 30 September 2010 (has links)
O conhecimento de propriedades de transporte de misturas a diferentes pressões e temperaturas é importante em projetos, operação, controle e otimização de processos industriais. Nestes processos, frequentemente, o fluido é uma mistura binária ou multicomponente de hidrocarbonetos, como fluidos de petróleo. Propriedades experimentais de misturas, especialmente, a viscosidade absoluta como função de temperatura e pressão, podem fornecer importantes informações sobre o comportamento do fluido em diferentes composições e são usadas no desenvolvimento de modelos e correlações e na caracterização de misturas complexas. Diversas regras de mistura têm sido propostas na literatura para cálculo de viscosidade de misturas. Estas regras de mistura preveem o comportamento da mistura à pressão atmosférica usando propriedades dos componentes puros. Porém, em diversas aplicações é necessário estimar a viscosidade de misturas a altas pressões. Neste estudo, foram avaliadas regras de mistura comumente usadas como Refutas, Fator de Mistura, Índice de Mistura, Grunberg e Nissan, Kendall-Monroe e Eyring bem como Aditividade Molar, usando dados de viscosidade experimental de misturas em altas pressões. Inicialmente, foram realizadas medidas de viscosidade absoluta para a mistura altamente assimétrica de ciclohexano e n-hexadecano na faixa de temperatura entre (318,15 a 413,15) K e pressões até 62,053 MPa e, para este sistema, um modelo foi proposto para cálculo dos componentes puros para dada temperatura e pressão. Além disso, dados experimentais de viscosidade de trinta misturas cujos componentes diferem em forma, tamanho ou flexibilidade foram selecionados na literatura e modelados empregando-se regras de mistura. As viscosidades das misturas foram estimadas a partir de dados de viscosidade experimental dos componentes puros medidos nas mesmas temperaturas e pressões. A altas pressões, Refutas, Fator de Mistura e Índice de Mistura apresentaram os melhores resultados para todos os sistemas estudados. Mesmo para moléculas bastante assimétricas, Refutas, Fator de Mistura e Índice de Mistura podem ser usados. / The knowledge of transport properties of mixtures at different pressures and temperatures is important in design, operation, control and optimization of industrial process. In these processes, often, the fluid system is a binary or multicomponent mixture of hydrocarbons such as petroleum fluids. The experimental properties of mixtures, specially, the dynamic viscosity as a function the temperature and pressure, can provide valuable information about the fluid behavior at different compositions and are useful in developing models and correlations and in the characterization of complex mixtures. Several mixing rules have been proposed in the literature for calculating viscosity of mixtures. These mixing rules predict mixture behavior mainly at atmospheric pressure using pure component properties. However, in several important applications it is necessary to estimate the viscosity of blends at high pressures. In this work, were evaluate the performance of several commonly used mixing models like Refutas, Factor Mixing and Index Mixing, Grunberg and Nissan, Kendall-Monroe and Eyring as well as linear Molar Additivity, using experimental viscosity data of mixtures at high pressures. Initially, the absolute viscosities for the highly asymmetric mixture of cyclohexane and n-hexadecane were measured in the temperature range of (318.15 to 413.15) K and pressures up to 62.053 MPa and for this system, a satisfactorily model is proposed for calculating of pure components viscosities for given temperature and pressure. Also, viscosity data of thirty mixtures, whose components differ in molecular shape, size or flexibility, were selected and were modeled employing mixing. The mixture viscosities were estimated by all the mixing rules using experimental viscosity of pure components measured at the same temperature and pressure. At high pressures, Refutas, Factor Mixing and Index Mixing showed the best results for all systems studied. For very asymmetric systems, Refutas, Factor Mixing and Index Mixing can be used.

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