While paraffin has the potential to be a high performance fuel for hybrid rockets, sloughing-off of portions of the fuel during the burn, fuel-liner delamination during fabrication, difficult ignition, and the escape of significant amounts of unburned paraffin droplets from the combustion chamber have hindered efforts to demonstrate superior performance in paraffinueled hybrid motors. This work investigates several methods for enhancing the performance of paraffin-based hybrid motors including the use of anti-sloughing baffles in the grain liner, ignition media to ensure repeatable and prompt engine start, improved methods for fuel grain production, and aluminum and potassium nitrate additives. The results of the tests demonstrate modest improvements in anti-sloughing and total impulse, compared to the baseline paraffin fuel grain. Difficulty achieving sufficiently repeatable results with the available commercial motor prevented some of the research goals from being completed but lead to a better understanding of the factors affecting the performance space.

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La prédiction de l'émission infrarouge des jets de propulseurs composites aluminisés nécessite principalement trois étapes : le calcul des grandeurs aérothermochimiques du jet, la conversion de ces grandeurs en propriétés optiques (coefficient d'absorption, coefficient de diffusion, fonction de phase) puis la résolution de l'équation de transfert radiatif. Cette thèse,essentiellement consacrée à cette troisième étape, propose de nouvelles voies pour l'application des modèles de bande aux cas de milieux biphasiques et diffusants.D'une part, nous avons étendu ces modèles aux cas de milieux caractérisés par un déséquilibre thermique entre gaz et particules. D'autre part, nous avons proposé une méthode de séparation de la luminance en deux contributions, appelées respectivement non diffusée et diffusée, à partir d'une idée originale de Liu et al. La contribution non diffusée est solution de l'équation de transfert radiatif obtenue en ignorant les effets de la diffusion. Par conséquent, elle peut être résolue par une formulation en modèles de bande. Cette approche permet de réduire les erreurs de corrélations spectrales au seul terme de luminance diffusée.Nous avons montré l'intérêt de ces approches par comparaison avec une résolution de l'équation de transfert radiatif en raie par raie, sur des milieux représentatifs de situations de télédétection de jets. / Prediction of infrared emission of exhaust plumes from aluminized composite rocket, follows mainly three steps : calculating aero-thermo-chemical values in the plume, converting those valuesto optical properties (absorption coefficient, scattering coefficient and phase function) and resolving the radiative transfer equation. This thesis is mostly devoted to this third step, and proposes new ways to use band models on two-phases and scattering media.Firstly, we extended band models to cases with thermic non equilibrium between gas and particles. Secondly, we proposed a method consisting in splitting radiance in two parts, one called un-scattered and the other scattered, from an original idea of Liu et al. The un-scattered part is solution of the radiative transfer equation obtained by ignoring scattering. As a result, the unscattered radiance can be found by using band models. By this approach, errors on spectral correlations are only present on the scattered radiance.We show the interest of thoses approches by comparing them with a line by line resolutionof the radiative transfer equation, on media representative of remote sensing cases of rocket exhaust plumes.

Orientador: Carol Hollingworth Collins / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:56:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nome_RenataCristiano_D.pdf: 3193413 bytes, checksum: 499dd8e787afa50c91a2295212001ca4 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de fases estacionárias (FE) para utilização em Cromatografia Líquida em Alta Eficiência em Fase Reversa (CLAE-FR) a partir da sorção e imobilização de poli(metiltetradecilsiloxano) (PMTDS) sobre suportes de sílica metalizada com alumínio.O preparo dos suportes de sílica aluminizada e a sorção/imobilização do PMTDS sobre o suporte por tratamentos térmicos foram otimizados com planejamento experimental. Uma reação de capeamento com trimetilclorosilano e hexametildisiloxano foi realizada para o preparo de FE capeadas. Os suportes, bem como as FE capeadas e não capeadas foram caracterizadas por técnicas físico-químicas e cromatográficas. Observou-se que para os suportes a base de sílica aluminizada apresentarem características de suportes adequados para a cromatografia, os mesmos devem ser constantemente agitados por vortex. As FE não capeadas (Si-Al(PMTDS)) submetidas a um planejamento de experimentos foram avaliadas com o objetivo de determinar a temperatura e tempo necessário de imobilização do polímero que resultasse em melhor desempenho cromatográfico. Observou-se que independentemente do modo de imobilização as novas FE apresentam eficiências baixas de aproximadamente 30000 pratos por metro, porém as colunas recheadas apresentam boa separação, com picos simétricos para compostos apolares. A presença de alumínio em novas FE não capeadas (Si-Al(PMTDS) foi confirmada pelo baixo desempenho na separação de compostos básicos, os quais apresentarem alta retentividade. Por outro lado, as FE capeadas (Si-Al(PMTDS)ec) mostraram-se mais adequados para separação de compostos de caráter ácido ou básico, apresentando picos mais simétricos para o composto N,N-dimetilanilina (pKa > 9,0). O aumento da estabilidade química das novas FE ((Si-Al(PMTDS) e Si-Al(PMTDS)ec) a base de sílica modifica com alumínio foi confirmada pelo uso prolongado de fases móveis em condições drásticas de pH (pH < 2,0 e pH > 10,0) quando comparado com FE sem modificação metálica. As novas FE foram testadas na separação de uma ampla série de fármacos (pKa > 9,0) e agrotóxicos e os resultados indicam que podem ser potencialmente utilizadas nestas separações / Abstract: This work describes the development of stationary phases (SP) for Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography (RP-HPLC) through sorption and immobilization of poli(methyltetradecylsiloxane) (PMTDS) over silica supports metalized with alumina. The preparation of aluminized silica supports and PMTDS sorption/immobilization by thermal treatment were both optimized by experimental planning. A capping reaction with trimethylchlorosilane and hexamethyldisiloxane was performed to prepare capped SP. Supports, capped SP as well as non capped SP were all characterized by physicochemical and chromatographic techniques. It was observed that constant vortex stirring of the support was necessary to yield aluminized silica-based supports suitable for chromatographic applications. The non capped SP (Si-Al(PMTDS)) were submitted to experimental planning to define the temperature and time needed to immobilize the polymer and to lead to better chromatographic performance. Regardless of the type of immobilization, it was observed that the new SP exhibited low efficiency of approximately 30000 plates per meter. However, the resulting columns exhibited good separation with symmetrical peaks for polar compounds. The presence of aluminum in the non capped SP (Si-Al(PMTDS)) was confirmed by the poor performance in the separation of basic compounds, which exhibited high retention. On the other hand, the capped SP (Si-Al(PMTDS)ec) were more suitable for the separation of acidic or basic compounds, with more symmetric peaks for N,N-dimethylaniline (pKa > 9,0). The increase in chemical stability of the new SP ((Si-Al(PMTDS) and Si-Al(PMTDS)ec) based on aluminized silica was confirmed through the extended use of mobile phases in drastic pH conditions (pH < 2,0 and pH < 10,0) when compared with SP without metalic modification. The new SP were tested for the separation of a wide range of pharmaceutical compounds (pKa > 9,0) and agrochemicals, and the results indicate that the new SP may be potentially used for such separations / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Submitted by HUMBERTO FABRIZZI DE FIGUEIREDO PUPO null (betopupo@gmail.com) on 2017-08-31T20:25:11Z No. of bitstreams: 1 Tese_Humberto_Pupo.pdf: 4727522 bytes, checksum: bc9418ef91885cfe96ab6372394b80b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-09-01T14:51:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pupo_hff_dr_bot.pdf: 4727522 bytes, checksum: bc9418ef91885cfe96ab6372394b80b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T14:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pupo_hff_dr_bot.pdf: 4727522 bytes, checksum: bc9418ef91885cfe96ab6372394b80b6 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A utilização dos resíduos sólidos como matéria-prima pode diminuir consideravelmente a extração de recursos naturais, diminuindo assim o impacto sobre o meio ambiente. Dentre os resíduos, os plásticos estão entre os que mais apresentam problemas, pois, mesmo quando descartados corretamente nos aterros sanitários, causam danos ao formarem uma camada impermeável que dificulta a compactação do lixo, afetando as trocas de líquidos e gases gerados e reduzindo a eficiência do processo de biodegradação da matéria orgânica. Diante dos problemas, este trabalho teve por objetivos avaliar a viabilidade técnica de utilização de dois tipos de processos: a extrusora dupla rosca e o misturador termocinético (Drais), na produção de compósitos de BOPP (Polipropileno Biorientado metalizado), reforçados com resíduos de cascas, de eucalipto (CE) e de arroz (CA). Das misturas entre esses resíduos, foram confeccionados 10 tratamentos, de onde se extraíram os corpos de provas, moldados por injeção. Foram avaliadas as propriedades mecânicas (flexão – módulo de ruptura-MOR e módulo de elasticidade-MOE, resistência à tração, resistência ao impacto e dureza Shore D), térmicas (avaliação da condutividade térmica e isolamento térmico), termomecânica (temperatura de deflexão sob aquecimento-HDT) e morfológica, com microscópio estéreo e aumento de 50 vezes para analisar a estrutura interna do corpo de prova, depois de fraturado pelo ensaio de impacto. Para análise das propriedades mecânicas dos corpos de provas, foram utilizadas como referência as normas ASTM D638-14, ASTM D790-10, ASTM D256-10 e a ASTM D-2240-15, para os ensaios de tração, flexão, impacto e dureza Shore D, respectivamente. Para as análises térmicas foi utilizada a norma ASTM E1530-11. Para o HDT, foi utilizada a norma ASTM D648-16. Os resultados mostraram influência de todos os parâmetros analisados nas propriedades dos compósitos. O uso de reforço (CE e CA) nos dois tipos de processos melhorou as propriedades de flexão e de resistência à tração em relação à matriz sem reforço e piorou as propriedades de resistência ao impacto e de dureza Shore D. Com relação à matriz sem reforço, a extrusora mostrou influência no ensaio de resistência à tração. Para adição de casca de eucalipto, o misturador termocinético (Drais) mostrou influência no ensaio de MOE. Já para adição de casca de arroz, a drais mostrou influência nos ensaios de flexão – MOR e MOE e na resistência à tração. Houve melhor adesão entre fibra e matriz nos compósitos confeccionados por extrusão em relação aos confeccionados na drais. As CE apresentaram melhor adesão com a matriz, em relação às CA. Os vazios – bolhas de ar foram observados em todos os tratamentos, com exceção dos tratamentos com ausência de reforço (BOPP 100). Esses vazios foram observados em maior proporção nos compósitos com CE em relação aos compósitos com CA, e também nos compósitos processados na extrusora em relação à drais. Os melhores resultados foram obtidos utilizando o misturador termocinético (Drais) e para as maiores proporções de cascas usadas ou na ausência delas. Porém, pelo fato de o processo utilizado na Drais ser por batelada, a extrusora se torna mais eficiente, levando em consideração o rendimento da produção. Os melhores resultados foram com a utilização de casca de eucalipto. Para os ensaios de flexão MOR, MOE e de resistência à tração, apresentaram interação entre os processos e os resíduos testados. Confirmou-se a viabilidade técnica de utilização de resíduos sólidos industriais (BOPP e CE) e agroindustrial (CA) na produção de compósitos fibra-polímero, sendo que o controle dos processos utilizados é fundamental para a qualidade do produto final. / The use of solid waste as raw material can considerably reduce the extraction of natural resources, thus reducing the impact on the environment. Among residues, plastics are among the most problematic ones because, even when they are properly disposed in landfills, they cause damage by forming a barrier layer which makes it difficult to compact the garbage, affecting the exchange of generated liquids and gases, reducing the efficiency of the biodegradation process of the organic matter. Before such problems, the objective of this work was to evaluate the technical feasibility of two types of processes, the double screw extruder and the thermokinetic mixer - dryser, in the production of BOPP (Bioriented metallized Polypropylene) composites, strengthened by residues of barks eucalyptus (CE) and rice (CA). From the mixtures among these residues 10 treatments have been prepared, from where the test bodies were extracted, molded by injection. Mechanical properties (flexurerupture modulus-MOR and elasticity modulus-MOE, tensile strength and impact strength towards Shore D hardness), as well as thermal (thermal conductivity and thermal insulation evaluation), thermo-mechanical (heat deflexion temperature-HDT) and morphological characteristics have been evaluated by using a stereo microscope and 50x magnification to analyze the internal structure of the test body, after being fractured by the impact test. For analyzing the mechanical properties of the proof bodies the standards ASTM D638-14, ASTM D790-10, ASTM D256-10 and ASTM D-2240-15 have been used as a reference for tensile, bending, impact and Shore D hardness tests, respectively. For the thermal analyzes, the ASTM E1530-11. For the HDT the ASTM D648-16 standard was used. The results showed the influence from all the analyzed parameters on the composites properties. The use of reinforcement (CE and CA) in both types of processes have improved the flexure and tensile strength properties in relation to the non-reinforced matrix and has worsened the impact strength properties as well as the Shore D hardness. Concerning the non-reinforced matrix, the extruder showed influence on the tensile strength test. For the addition of CE, the thermokinetic mixer - dryser has showed influence in the flexure modulus test. As for rice husk addition, dryser has showed influence in flexure (stress tests on maximum strengthMOR and elasticity modulus-MOE and tensile strength). There was a better adhesion between fiber and matrix, in the composites made by extrusion, compared to those made in the dryser. The CE has shown better adhesion with the matrix, compared to CA. The voids - air bubbles have been observed in all treatments with no reinforcement (BOPP 100). These voids have been more often observed in composites with CE, compared to the composites with CA and also in composites processed in the extruder, in relation to the dryser. The best results were obtained by using the thermokinetic mixer - dryser and for the largest proportions of the barks or in their absence. However, because the process used in Drais is by batch, the extruder becomes more efficient, taking into account the yield of the production. The best results have been from the use of CE. For flexure - MOR and MOE and tensile strength, there was an interaction among the processes and the tested residues. The technical feasibility of the use of industrial solid wastes (BOPP and CE) and agroindustrial (CA) in the production of fiberpolymer composites has been confirmed, and the control of the processes used is fundamental for the quality of the final product.