Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-17T19:11:51Z No. of bitstreams: 1 ManoelFernandesDeOliveiraFilho_TESE.pdf: 19688011 bytes, checksum: 022c8d97d4f29f129508061cea3bc018 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-17T22:31:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ManoelFernandesDeOliveiraFilho_TESE.pdf: 19688011 bytes, checksum: 022c8d97d4f29f129508061cea3bc018 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-17T22:31:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ManoelFernandesDeOliveiraFilho_TESE.pdf: 19688011 bytes, checksum: 022c8d97d4f29f129508061cea3bc018 (MD5) Previous issue date: 2016-05-13 / Bico injetor ? um importante componente do sistema de inje??o de um motor diesel respons?vel pela atomiza??o do combust?vel, por uma combust?o eficaz e uma baixa emiss?o de poluentes, a qual afeta diretamente o meio ambiente e o sistema cardiovascular humano. Os padr?es lim?trofes de emiss?es veiculares definidos pela legisla??o ambiental s?o crescentemente rigorosos, como o PROCONVE P7, no Brasil e a Euro 6, na Uni?o Europ?ia e restringem o tamanho do material particulado e NOx. O objetivo desta Tese foi investigar e compreender os mecanismos de desgaste de materiais fr?geis e d?cteis que se submetem ? a??o de um atomizador do tipo Common Rail, eros?o, cavita??o, ader?ncia, ades?o e corros?o. Desenvolveu-se um m?todo sistem?tico para avaliar biocombust?veis diesel, com aditivos ou obtido em postos, o seu processo de atomiza??o e sua intera??o com dois materiais estruturais, um quimicamente ativo, cobre eletrol?tico e um quimicamente inerte, vidro de ?xido de sil?cio. Um dispositivo equipado com uma c?mara de atomiza??o de alta press?o (HPSC), um dispositivo de ensaio de bico injetor e uma c?mera CCD foram usados na avalia??o do processo de atomiza??o. Nesta, foram ensaiados quatro fluidos: Ultrasene (fluido padr?o da m?quina TM 507); B6 aditivado com tensoativos; B6 com tensoativos e ?gua e B6 com tensoativos, ?gua e glicerina. Uma bancada dinamom?trica foi utilizada nos ensaios dos motores estacion?rio diesel monocil?ndrico, marca Branco BD 5.0, quatro tempos, de 5 cv funcionando com os combust?veis supracitados. Ao final de 150 horas de ensaio de cada combust?vel, o motor foi desmontado, inspecionado visualmente e feito um recondicionamento completo (incluindo bico injetor). O material particulado resultante da combust?o foi coletado por uma c?psula de coleta de gases da combust?o, desenvolvido pelo Grupo de Estudos de Tribologia e Integridade Estrutural (GET/UFRN). T?cnicas de an?lises por microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS) foram usadas para avaliar os danos resultantes nos materiais submetidos ? atomiza??o e aos materiais particulados resultantes da combust?o do motor diesel BD 5.0 ap?s 20 e 150 horas. Para cada fluido ensaiado foi utilizado um bico injetor novo e os jatos atomizados por cada bico (novo e ap?s ensaios) foram filmados com c?mera CCD (resolu??o de 10 kfps). Posteriormente esses bicos foram analisados por MEV e EDS. Observaram-se part?culas met?licas com ?reas entre 0,5 e 50,0 ?m2. Evid?ncias de desgaste por ader?ncia, ades?o, corros?o, eros?o e cavita??o foram observadas no bico injetor, devido ao processo de atomiza??o dos fluidos. / A nozzle is a very important component of a diesel engine injection system. It is responsible for the atomization of the fuel for efficient combustion and low pollutant emissions levels, which directly affects the environment and the human cardiovascular system. The standards of vehicle emissions set by the environmental legislation are increasingly stringent, as PROCONVE P7 in Brazil and Euro 6, in the European Union. They restrict the size of the particulate material and NOx emissions levels. The main objective of this thesis is to investigate and understand the wear mechanisms of brittle and ductile materials which undergo the action of an atomizer type common rail, erosion, cavitation, adherence, adhesion, and corrosion. A systematic method was developed for evaluating diesel biofuels with additives or obtained in gas stations, its process of atomization and its interaction with two structural materials: a chemically active, electrolytic copper, and a chemically inert, silicon oxide glass. A test rig equipped with a high-pressure atomizing chamber (HPSC), a carrier device for ductile and brittle materials and a CCD camera were used to evaluate the atomization process. In this test rig there were tested three fluids: Ultrasene (standard fluid of the fluid nozzle testing machine TM 507), B6, B6 additivated with surfactants plus water and additivated B6 with surfactants, water and glycerin. A dynamometer test rig was used for testing a stationary diesel single cylinder engine, brand Branco, model BD5.0, four-stroke, 5 cv diesel, with the aforementioned fuels. In the end of 150 hours of each test fuel, the engine was disassembled, visually inspected and its main parts were replaced - piston, piston rings, pin, connecting rod, bearings, valves, seals, gaskets and the nozzle repair were replaced. The particulate matter coming from the combustion process, was collected by a device developed in the Tribology Study Group and Structural Integrity (GET-UFRN). Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques were used to assess the damage resulting from the materials submitted to atomization and the particulate matter from the exhaust of combustion after 20 and 150 hours. Each fluid was atomized by a new nozzle and the spray atomized by each nozzle (the new one and after testing) was recorded using a CCD camera in a 10 kfps resolution. Posteriorly, those nozzles were analyzed by SEM and EDS. It was observed metal particles ranging in size from 0.5 to 50.0 ?m2. Evidences of wear by adherence, adhesion, corrosion, erosion and cavitation were observed on inject nozzle because the fuel atomization processes.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-10-11T21:36:56Z No. of bitstreams: 1 LenitaDaSilvaLucioFernandes_TESE.pdf: 34327781 bytes, checksum: 331e3980ba66cf852b3fa0cd7970b923 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-10-14T23:06:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LenitaDaSilvaLucioFernandes_TESE.pdf: 34327781 bytes, checksum: 331e3980ba66cf852b3fa0cd7970b923 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T23:06:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LenitaDaSilvaLucioFernandes_TESE.pdf: 34327781 bytes, checksum: 331e3980ba66cf852b3fa0cd7970b923 (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / As nanopart?culas s?o de grande interesse cient?fico, devido a uma ampla variedade de potenciais aplica??es nos campos da biomedicina, ?tica e eletr?nica. Muitos estudos t?m sido realizados com o objetivo de produzir part?culas polim?ricas em nano escala. A principal raz?o ? a maior propor??o de ?rea de superf?cie por volume, o que resulta em caracter?sticas espec?ficas. Tais considera??es levaram os pesquisadores a desenvolver t?cnicas para a obten??o de nanopart?culas polim?ricas com propriedades que permitem a aplica??o em diferentes ?reas. No presente trabalho, ? proposto um processo de polimeriza??o por atomiza??o aplicado a sistemas de miniemuls?o e suspens?o para a forma??o de part?culas submicrom?tricas de poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliestireno (PS), sob a forma de homopol?mero e copol?mero. Nesta t?cnica, um dispositivo atomizador ? utilizado como um m?todo alternativo para gerar as got?culas de mon?mero antes da dispers?o no meio reacional. Rea??es usando a t?cnica proposta foram realizadas e as part?culas de PMMA e PS obtidas por polimeriza??es em suspens?o ou miniemuls?o foram analisadas por espalhamento din?mico de luz (DLS), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET). Observou-se, atrav?s das an?lises de DLS, que foram obtidas part?culas polim?ricas com tamanho m?dio entre 40 e 1400 nm. J? com as an?lises de MEV e MET, foi poss?vel observar que as part?culas geralmente alcan?aram tamanhos inferiores a 200 nm e com caracter?stica morfol?gica bem definida e esf?rica. Tais resultados foram obtidos at? mesmo nas polimeriza??es em suspens?o, o que n?o ? comum de conseguir com t?cnicas convencionais. Por outro lado, a t?cnica proposta neste estudo tem demonstrado dificuldade em atingir altas concentra??es de s?lidos, sendo o valor m?ximo obtido de 130 g/L. Tal limita??o est? associada ao arraste das got?culas de mon?mero durante a atomiza??o, sendo este efeito mais pronunciado principalmente quando o mon?mero ? mais vol?til. Por esta raz?o, diferentes configura??es do sistema de polimeriza??o foram testadas com o prop?sito de melhoria dos resultados. Al?m de demonstrar que ? capaz de obter part?culas nanom?tricas, a t?cnica proposta neste trabalho parece promissora na obten??o de part?culas carreadoras, sendo, portanto, uma alternativa interessante pela facilidade de adapta??o para larga escala, diferentemente dos m?todos convencionais de produ??o de nanopart?culas polim?ricas.As nanopart?culas s?o de grande interesse cient?fico, devido a uma ampla variedade de potenciais aplica??es nos campos da biomedicina, ?tica e eletr?nica. Muitos estudos t?m sido realizados com o objetivo de produzir part?culas polim?ricas em nano escala. A principal raz?o ? a maior propor??o de ?rea de superf?cie por volume, o que resulta em caracter?sticas espec?ficas. Tais considera??es levaram os pesquisadores a desenvolver t?cnicas para a obten??o de nanopart?culas polim?ricas com As nanopart?culas s?o de grande interesse cient?fico, devido a uma ampla variedade de potenciais aplica??es nos campos da biomedicina, ?tica e eletr?nica. Muitos estudos t?m sido realizados com o objetivo de produzir part?culas polim?ricas em nano escala. A principal raz?o ? a maior propor??o de ?rea de superf?cie por volume, o que resulta em caracter?sticas espec?ficas. Tais considera??es levaram os pesquisadores a desenvolver t?cnicas para a obten??o de nanopart?culas polim?ricas com propriedades que permitem a aplica??o em diferentes ?reas. No presente trabalho, ? proposto um processo de polimeriza??o por atomiza??o aplicado a sistemas de miniemuls?o e suspens?o para a forma??o de part?culas submicrom?tricas de poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliestireno (PS), sob a forma de homopol?mero e copol?mero. Nesta t?cnica, um dispositivo atomizador ? utilizado como um m?todo alternativo para gerar as got?culas de mon?mero antes da dispers?o no meio reacional. Rea??es usando a t?cnica proposta foram realizadas e as part?culas de PMMA e PS obtidas por polimeriza??es em suspens?o ou miniemuls?o foram analisadas por espalhamento din?mico de luz (DLS), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET). Observou-se, atrav?s das an?lises de DLS, que foram obtidas part?culas polim?ricas com tamanho m?dio entre 40 e 1400 nm. J? com as an?lises de MEV e MET, foi poss?vel observar que as part?culas geralmente alcan?aram tamanhos inferiores a 200 nm e com caracter?stica morfol?gica bem definida e esf?rica. Tais resultados foram obtidos at? mesmo nas polimeriza??es em suspens?o, o que n?o ? comum de conseguir com t?cnicas convencionais. Por outro lado, a t?cnica proposta neste estudo tem demonstrado dificuldade em atingir altas concentra??es de s?lidos, sendo o valor m?ximo obtido de 130 g/L. Tal limita??o est? associada ao arraste das got?culas de mon?mero durante a atomiza??o, sendo este efeito mais pronunciado principalmente quando o mon?mero ? mais vol?til. Por esta raz?o, diferentes configura??es do sistema de polimeriza??o foram testadas com o prop?sito de melhoria dos resultados. Al?m de demonstrar que ? capaz de obter part?culas nanom?tricas, a t?cnica proposta neste trabalho parece promissora na obten??o de part?culas carreadoras, sendo, portanto, uma alternativa interessante pela facilidade de adapta??o para larga escala, diferentemente dos m?todos convencionais de produ??o de nanopart?culas polim?ricas.propriedades que permitem a aplica??o em diferentes ?reas. No presente trabalho, ? proposto um processo de polimeriza??o por atomiza??o aplicado a sistemas de miniemuls?o e suspens?o para a forma??o de part?culas submicrom?tricas de poli(metacrilato de metila) (PMMA) e poliestireno (PS), sob a forma de homopol?mero e copol?mero. Nesta t?cnica, um dispositivo atomizador ? utilizado como um m?todo alternativo para gerar as got?culas de mon?mero antes da dispers?o no meio reacional. Rea??es usando a t?cnica proposta foram realizadas e as part?culas de PMMA e PS obtidas por polimeriza??es em suspens?o ou miniemuls?o foram analisadas por espalhamento din?mico de luz (DLS), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e microscopia eletr?nica de transmiss?o (MET). Observou-se, atrav?s das an?lises de DLS, que foram obtidas part?culas polim?ricas com tamanho m?dio entre 40 e 1400 nm. J? com as an?lises de MEV e MET, foi poss?vel observar que as part?culas geralmente alcan?aram tamanhos inferiores a 200 nm e com caracter?stica morfol?gica bem definida e esf?rica. Tais resultados foram obtidos at? mesmo nas polimeriza??es em suspens?o, o que n?o ? comum de conseguir com t?cnicas convencionais. Por outro lado, a t?cnica proposta neste estudo tem demonstrado dificuldade em atingir altas concentra??es de s?lidos, sendo o valor m?ximo obtido de 130 g/L. Tal limita??o est? associada ao arraste das got?culas de mon?mero durante a atomiza??o, sendo este efeito mais pronunciado principalmente quando o mon?mero ? mais vol?til. Por esta raz?o, diferentes configura??es do sistema de polimeriza??o foram testadas com o prop?sito de melhoria dos resultados. Al?m de demonstrar que ? capaz de obter part?culas nanom?tricas, a t?cnica proposta neste trabalho parece promissora na obten??o de part?culas carreadoras, sendo, portanto, uma alternativa interessante pela facilidade de adapta??o para larga escala, diferentemente dos m?todos convencionais de produ??o de nanopart?culas polim?ricas. / Nanoparticles are of great scientific interest due to a wide variety of potential applications in biomedicine, optical and electronic fields. Many studies have been carried out in order to produce polymeric particles in nano scale. The main reason for this is the higher ratio of surface area per volume, which results in specific characteristics. Such considerations have driven researchers to develop techniques to obtain polymeric nanoparticles with properties that allow application in different areas. In the present work is proposed a polymerization process by atomization applied to miniemulsion and suspension systems for formation of submicron particles of poly(methyl methacrylate) (PMMA) and polystyrene (PS), in the form of homopolymer and copolymer. In this technique, a simple atomizer device is used as an alternative method to generate the monomer droplets before the dispersion in reaction medium. Reactions using the proposed technique were carried out and the particles of PMMA and PS obtained by suspension or miniemulsion polymerizations were analyzed by dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). It was observed through DLS analysis that polymeric particles were obtained with average size between 40 and 1400 nm. Concerning the SEM and TEM analysis, it was possible to observe that the particles generally reached sizes below 200 nm and with well-defined and spherical morphological characteristics. Such results were obtained even in the polymerizations using suspension formulations, which is not common of getting with conventional techniques. On the other hand, the proposed technique in this study has demonstrated difficulty in reaching high solid contents, being the maximum value obtained of 130 g/L. Such limitation is associated with the drag of the monomer droplets during atomization, being this effect more particularly pronounced when the monomer is more volatile. For this reason, different configurations of the polymerization system were tested for the purpose of improvement of results. Besides to demonstrate that is able to obtain polymeric nanoparticles, the technique proposed in this work looks promising in obtaining carrier particles, being, therefore, an interesting alternative by the facility of adaptation to large scale, differently of the conventional methods of polymeric nanoparticles production.