Os metais sódio, potássio, magnésio e cálcio podem danificar a estabilidade do biodiesel, pois tendem a reagir com ésteres e produzir sabão. Neste trabalho foi desenvolvido um método para a determinação desses metais em amostras de biodiesel e óleo vegetal, através da microemulsificação das amostras e determinação por espectrometria de absorção atômica com chama (F AAS). Amostras de biodiesel obtidas de diferentes fontes e de óleo vegetal foram analisadas. Foram obtidas microemulsões do tipo óleo-em-água pela mistura de biodiesel ou óleo vegetal, um surfactante, água e um co-surfactante. Na fase aquosa das microemulsões, foram adicionados HNO3 diluído e padrões inorgânicos dos metais para calibração. Vantagens em relação ao método de diluição com solvente, que é o método oficial adotado para as determinações (método de referência) foram observadas, tais como: maior estabilidade dos analitos no meio microemulsificado, possibilidade de calibração usando padrões aquosos nas microemulsões, limites de quantificação melhores e não utilização de solventes orgânicos carcinogênicos. Os resultados obtidos pelo método proposto foram concordantes com os resultados obtidos pelo método de referência, tornando assim o novo método uma eficiente alternativa para a determinação de metais em biodiesel, além de suprir as deficiências apresentadas pelo método de diluição com solvente. / The metals sodium, potassium, magnesium and calcium can damage biodiesel stability because these metals tend to react with esters and produce soap. In this work a method was developed for the determination of these metals in biodiesel and vegetable oil samples, through microemulsification of the samples and determination by flame atomic absorption spectrometry (F AAS). Biodiesel samples obtained from different sources and vegetable oil samples were analyzed. The water-in-oil microemulsion systems were obtained mixing biodiesel, a surfactant, water and a co-surfactant. Inorganic standards were added within the water portion to prepare the microemulsions used for calibration and nitric acid. The proposed method was compared with the method adopted by Brazilian’s regulations of dilution with organic solvent (reference method) for these determinations and some advantages were observed, as: higher stability of analytes in the microemulsions, feasibility of calibration using aqueous standards in the microemulsions, better limits of quantification and no use carcinogenic solvents. The results obtained by the new proposed method were a good agreement with the results obtained by the reference method. The new proposed method was an efficient alternative for the determination of metals in biodiesel, and overcome some deficiencies presented by the dilution method.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Quimica, Florianópolis, 2007. / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:38:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289270.pdf: 974477 bytes, checksum: 7394aa663130b3d5505aa3ef57fb62a4 (MD5) / Estudou-se, neste trabalho, a influência de diferentes métodos de preparação nas propriedades físico-químicas de óxidos de magnésio. Esses materiais catalíticos foram testados na reação de transesterificação etílica do óleo de soja para obtenção de biodiesel. As condições reacionais empregadas foram de 3h de reação na temperatura de 150 °C, proporção molar etanol: óleo: catalisador de 600:100:5 e pressão autógena. Os materiais catalíticos foram ativos, formando biodiesel com porcentagens entre 30 e 92%. Em uma segunda etapa um simples método para preparar catalisadores do tipo óxido de magnésio foi proposto e desenvolveu-se usando a complexação metal-quitosana. Os catalisadores apresentaram maiores áreas superficiais quando comparados ao óxido comercial e foram ativos, formando biodiesel entre 8% e 75%. Estes catalisadores são interessantes para conduzir reações que precisam de basicidades moderadas como a reação de tranesterificação. A terceira parte liga-se aos óxidos de magnésio que foram dopados com lítio e níquel. O níquel como dopante ao contrário do lítio foi inativo cataliticamente apesar de proporcionar um acréscimo na área superficial quando comparado ao óxido de magnésio puro. Por fim, a desativação dos catalisadores devido ao contato com dióxido de carbono e água presentes no ar ambiente também foi verificado e proporcionou uma significativa diminuição na conversão em biodiesel.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-31T16:28:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1887138 bytes, checksum: b259883126417dab59f8a394dc375d7c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T16:28:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1887138 bytes, checksum: b259883126417dab59f8a394dc375d7c (MD5) Previous issue date: 2013-03-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O carvão vegetal é um importante insumo na cadeia produtiva do ferro gusa no estado de minas gerais. Entretanto, sua produção recebe muitas críticas devido às elevadas emissões de poluentes e gases causadores de efeito estufa. Essas críticas podem, por outro lado, serem mitigadas com a incineração dos gases gerados, reduzindo as emissões a dióxido de carbono e água. A incineração dos gases abre novas oportunidades de negócios, pois a energia gerada durante o processo de incineração tem potencial para ser transformada em energia elétrica, gerando mais receita aos produtores, e ainda usada na secagem da madeira a ser carbonizada, diminuindo o tempo de ciclo de produção, aumentando a capacidade produtiva e, consequentemente, a renda dos produtores. O aproveitamento dos subprodutos da carbonização da madeira para a produção de carvão vegetal não é muito explorado na literatura. Alguns trabalhos experimentais objetivando incinerar os gases gerados foram conduzidos em empresas e na academia, porém não existe um método formal para dimensionamento desses sistemas. Desse modo, esse trabalho foi desenvolvido para criar uma metodologia coerente para dimensionamento de câmaras de combustão cilíndricas, sem uso de energia elétrica em sopradores ou geradores de centelha, obtendo-seequações para o projeto de câmaras de queima cilíndricas para gases de combustão provenientes do processo de carbonização. A produção rudimentar em fornos de alvenaria gera passivos sociais econômicos e ambientais devido à emissão de gases poluentes e de efeito estufa. Uma solução para esse problema é a incineração dos gases gerados durante o processo de carbonização. Entretanto, é importante que o processo de incineração de gases não influencie negativamente os padrões de qualidade do carvão produzido. Por esse motivo este trabalho foi feito, objetivando a construção e avaliação de um protótipo de um incinerador de gases provenientes da carbonização de baixo custo e fácil construção, além de avaliar se a incineração dos gases gera impactos negativos na qualidade do carvão. Os resultados indicam que o protótipo funcionou satisfatoriamente, reduzindo a emissão de metano em 99,8 % e 74,14 % da emissão de monóxido de carbono e não houve indícios de que a incineração dos gases piorou a qualidade do carvão produzido. Entretanto, modificações para a melhoria do incinerator devem ser feitas para, reduzir as emissões de monóxido de carbono ao máximo. Um modelo em CFD foi testado, usando os dados do protótipo construído. Considerando a alta variabilidade do processo de carbonização, bem como variáveis difíceis de prever, como intempéries, pode-se afirmar que os resultados mostram boa concordância entre as simulações e os resultados experimentais. Após a validação do modelo, foi possível propor um metamodelo, baseado em CFD, que foi utilizado para propor melhoriasno projeto da câmara de combustão, visto que não é reportado na literatura uma metodologia adequada para projetos dessa natureza. Foi utilizado um metamodelo, construindo uma superfície de resposta usando o método de Kriging. O bom ajustamento do metamodelo tornou possível a aplicação da otimização multi-objetivo, por meio do uso de um algoritmo genético. A solução ótima escolhida deu subsídios para o levantamento de parâmetros de projeto e uma metodologia para o dimensionamento de câmaras de combustão cilíndricas para gases advindos do processo de carbonização foi desenvolvida. / Charcoal is an important input in the pig iron productive chain in Minas Gerais State, Brazil. However, its production is highly criticized because of the elevated emissions of pollutants and gases that cause the greenhouse effect. Thiscriticism can, however, be mitigated through incineration of the gases generated, thereby reducing emissions of carbon dioxide and water. Incineration of gases opens up new business opportunities, since the energy generated during the incineration process can be transformed into electric energy, generating more income to the producers, and it can also be used in the drying of the wood to be burnt, reducing the production time cycle and increasing productive capacity and consequently the income of producers. The use of by-products of wood carbonization to produce charcoal is not very exploited in literature. Some experimental research aimed at incinerating the generated gases has been conducted by companies and in the academic circle; however, there is no formal method to design these systems. Thus, this study was carried out to create a coherent methodology todesign cylindrical combustion chambers without the use of electric energy in blowers or sparkers, developing equations to project cylindrical combustion chambers for gases originated from the carbonization process. The rough production in masonry ovens generates social, economic and environmental liabilities due to the emission of pollutant and greenhouse gases. A solution to this problem is the incineration of the gases generated during the carbonization process.However, it is important that the gas incineration process not influence the quality standards of the charcoal producednegatively. For this reason, we conducted this study in order tobuild and evaluate a low cost and easily constructible prototype of an incinerator of gases originated from carbonization, in addition to verifying if gas incineration has negative impacts on charcoal quality. Results indicated that the prototype worked satisfactorily, reducing emission of methane by 99.8, and carbon monoxide by 74.14%, and there were no signs that incineration of gases worsened the quality of charcoal produced. However, modifications for the improvement of the incinerator should be done so as to reduce carbon emissions as much as possible. A CFD model was tested using the data from the prototype built.Given the high variability of the carbonization process, as well as the variables difficult to predict such as bad weather, we can affirm that the results show a good agreement between simulations and experimental results. After validating the model, it was possible to propose a CFD-based meta-model, which was utilized to propose improvements in the combustion chamber project, given that the literature does not report any appropriate methodology for projects of this nature. We used a meta- model, creating a response surface using the Kriging method. The good fit of the meta- model made it possible to apply the multi-objective optimization through a genetic algorithm. The optimal solution chosen allowed for the creation of project parameters, and a methodology to design cylindrical combustion chambers for gases generated by the carbonization process was developed.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:04:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332918.pdf: 2572400 bytes, checksum: 21a4c331a4f6c22deb52eb9f272d8920 (MD5) Previous issue date: 2014 / Syngas e biogás são combustíveis de baixo poder calorífico que podem ser obtidos a partir da biomassa, lixo orgânico, ou como combustível residual, tornando-se assim uma fonte de energia flexível e renovável. Esses combustíveis gasosos são compostos basicamente por CO, H2, CH4, CO2, N2 e H2O em proporções que dependem fortemente da fonte original e da forma como são obtidos e processados. Com base neste contexto, o objetivo geral deste trabalho é desenvolver um método de medição de velocidade de chama laminar e energia de ativação aparente e avaliar o efeito da composição de misturas formadas por H2, CO, CH4, N2 e CO2 pré-misturadas com o ar. O método desenvolvido no presente trabalho foi baseado em uma análise assintótica de uma chama plana não adiabática estável sobre uma placa porosa. A validação do método foi realizada medindo-se a velocidade de chama laminar e a energia de ativação global aparente do metano pré-misturado com o ar. Os resultados apresentaram uma excelente concordância com a literatura e com os valores obtidos através do mecanismo de cinética química GRIMECH 3.0, sendo que na estequiometria a velocidade de chama adiabática e a energia de ativação global aparente medidaspara o metano pré-misturado com o ar foram de 37,5 cm/s e 274,975 kJ/mol, respectivamente. Por fim, o método foi aplicado para avaliar a influência da concentração de CH4 em uma mistura combustível composta por H2, CO, N2 e CO2 pré-misturada com o ar. A análise foi realizada mantendo-se a razão de equivalência constante em 0,8 e variando-se a concentração de CH4 entre 0 e 100%, enquanto os demais componentes foram variados proporcionalmente. Com o presente trabalho foi possível avaliar o efeito da concentração de CH4 na velocidade de chama adiabática, na energia de ativação, no comportamento da frente de chama em relação à superfície do queimador e nas taxas de transferência de calor por difusão e convecção entre a frente de chama, a superfície do queimador e a água de arrefecimento. De forma geral, este trabalho contribui com os estudos de combustão de misturas de baixo poder calorífico e fornece uma nova metodologia para medição da velocidade de chama laminar e da energia de ativação global aparente de misturas combustíveis gasosas.<br> / Abstract : Syngas and biogas are fuels of low calorific value which can be obtained from biomass, organic waste or as residual fuel, thus becoming a flexible and renewable fuels source. These gaseous fuels are composed primarily of CO , H2 , CH4 , CO2 , H2O and N2 in proportions that depend on the source and processed of production. The objective of this work is to develop a method of measuring of the adiabatic flame speed to analysis the effect of the composition of low calorific value fuels composed of H2, CO, CH4, CO2 and N2 premixed with air. The method developed in the present work was based on a numerical analysis of a non-adiabatic flat flame and stable on a porous injection plate. The validation of the method was performed by measuring the adiabatic flame speed and apparent overall activation energy of methane premixed with air. The results showed excellent agreement with the literature and with the values obtained through the GRIMECH 3.0 mechanism, thus for the stoichiometry mixture the adiabatic flame speed and apparent overall activation energy measured were 37.5 cm/s and 274.975 kJ/mol, respectively. Finally, was evaluated the influence of CH4 concentration in a fuel mixture composed of H2 , CO , N2 and CO2 premixed with air. The analysis was performed keeping equivalence ratio constant at 0.8 and varying the CH4 concentration between 0 and 100%, while the other components were varied proportionally. Thus, was possible to evaluate the effect of CH4 concentration on the adiabatic flame speed, the apparent overall activation energy, the behavior of the flame front on the burner surface and the heat transfer rate by diffusion and convection between the flame front and the burner surface and the cooling water. Therefore, this work can contribute with the studies of combustion using fuel mixtures of low calorific value and provide a new methodology for measuring the adiabatic flame speed and apparent overall activation energy.

Neste trabalho foi desenvolvido e otimizado um método para determinação sequencial rápida por espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua por chama (HR-CS FS-FAAS) de metais em amostras de vinhos, produzidos em diferentes regiões do Brasil. As amostras foram obtidas de 8 regiões brasileiras diferentes: Serra Gaúcha, Vale dos Vinhedos, Pinto Bandeira, Campos de Cima da Serra, Campanha Gaúcha, Serra Catarinense, Oeste do Paraná e Vale do São Francisco. Os elementos avaliados foram: Be, Ca, Co, Cu, K, Li, Mn, Na, Rb e Sr. Estes metais têm grande importância nas propriedades organolépticas do vinho, assim como para produção de uvas de qualidade. A validação do método foi feita pelo estabelecimento de curvas de calibração, realização de ensaios de recuperação e comparação dos resultados encontrados por HR-CS FS-FAAS com aqueles obtidos por espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES). Padrões aquosos foram utilizados para a calibração e o coeficiente de correlação encontrado, para todos os analitos avaliados, foi maior que 0,9994. A partir das curvas de calibração os limites de detecção foram calculados para cada elemento: 44 μg L-1 para Cu, 5,0 μg L-1 para Li, 20 μg L-1 para Rb, 42 μg L-1 para Mn, 58 μg L-1 para Co, 15 μg L-1 para Sr, 23 μg L-1 para Be, 0,90 mg L-1 para Na, 4,4 mg L-1 para K e 0,92 mg L-1 para Ca. Ensaios de recuperação para cada analito foram realizados, encontrando recuperações entre 91 e 111%. A partir dos resultados encontrados, fazendo-se uso das técnicas de reconhecimento de padrões Análise por Componentes Principais (PCA) e Análise por Agrupamento Hierárquico (HCA) foi observada a formação de 7 grupos distintos, quando empregados os teores de K, Mn, Rb e Sr, dentre os 8 grupos (regiões do Brasil) avaliados. Com este conjunto de informações, portanto, é possível o monitoramento de fraudes e da qualidade do vinho produzido em cada região produtora. / In this work a method has been developed for the determination of metals in wine samples, produced in different regions of Brazil, using high-resolution continuum source fastsequential flame atomic absorption spectrometry (HR-CS FS-FAAS). The samples were obtained from eight different regions: Serra Gaúcha, Vale dos Vinhedos, Pinto Bandeira, Campos de Cima da Serra, Campanha Gaúcha, Serra Catarinense, Oeste do Paraná e Vale do São Francisco. The investigated elements were: Be, Ca, Co, Cu, K, Li, Mn, Na, Rb and Sr. These metals are important for the organoleptic properties of wine and for the production of grapes. The method was validated by recovery tests and comparison between the results obtained by HR-CS FS-FAAS and inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). Aqueous standards were used for calibration and the correlation coefficient found was higher than 0.9994 for all investigated elements. The detection limits were calculated from the calibration curves for each analyte: 44 μg L-1 for Cu, 5.0 μg L-1for Li, 20 μg L-1 for Rb, 42 μg L-1 for Mn, 58 μg L-1 for Co, 15 μg L-1 for Sr, 23 μg L-1 for Be, 0.90 mg L-1 for Na, 4.4 mg L-1 for K and 0.92 mg L-1 for Ca. The recovery tests showed results between 91 and 111%. After method validation the samples were evaluated. With the results obtained and using pattern recognition techniques Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) was possible to find seven different groups, evaluating K, Mn, Rb and Sr concentration values, among the eight original groups (Brazilian regions) evaluated. Finally, using all the information obtained in this work, it’s possible to control frauds and the wine produced quality.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:29:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324108.pdf: 2577521 bytes, checksum: 3fc750250e34d0e9baab9325767c3b8f (MD5) Previous issue date: 2013 / Nesse trabalho, estudou-se experimentalmente a interação entre chamas planas laminares e uma superfície isotérmica em configuração de escoamento em plano de estagnação, avaliando a influência da distância entre elas no limite de estabilidade, no coeficiente de transferência de calor médio e na eficiência de transferência de calor, para diferentes velocidades de chama e razões de equivalência. O combustível utilizado foi o gás natural fornecido comercialmente a partir do Gasoduto Bolívia-Brasil. Esse estudo tem aplicação em situações onde há contato entre chamas laminares e superfícies sólidas. Para isso, utilizou-se um trocador de calor na forma de uma superfície circular isotérmica posicionado sobre um queimador de chama plana do tipo McKenna, com a face paralela à superfície do queimador. A superfície do trocador era mantida isotérmica por meio de um escoamento de água circulando no seu interior o qual permitira também medir a taxa de transferência de calor da chama para a superfície. A eficiência térmica foi definida como a razão entre a taxa de transferência de calor entre a chama e a superfície e a entalpia (PCS) associada ao escoamento de gás natural. Os testes foram realizados com velocidades de chama variando entre 17 e 23 cm/s e com razões de equivalência entre 0,8 e 1,0. A medida que a distância de separação entre a superfície isotérmica e a superfície do queimador era reduzida, observava-se uma transição entre a chama plana estabilizada na superfície do queimador e uma chama curva estabilizada na borda do queimador e ancorada em ambos, queimador e trocador de calor. A distância na qual essa transição ocorria permaneceu entre 1,8 mm e 2,3 mm e foi associada à distância de extinção para uma chama laminar pré-misturada em configuração de plano de estagnação. A distância de extinção decresce com o aumento da velocidade de chama e aumenta com o aumento da razão de equivalência. A taxa de transferência de calor situou-se entre 64 e 97 W/m2-K e a eficiência térmica entre 0,2 e 0,3 para espaçamentos entre o queimador e a superfície entre 2,5 mm e 6,5 mm. As incertezas nas medições de vazões de gases e de água de resfriamento do trocador de calor são responsáveis por mais de 70% das incertezas associadas aos resultados. <br> / Abstract : In this work, the flame stability limit and the average heat transfer coefficient between a flat flame and an isothermal stagnation plane was investigated experimentally, for different flame speeds and equivalence ratios, using natural gas as fuel. This study finds application in situations where there is contact between solid surfaces and laminar flames. The laminar flat flame was generated on the surface of a McKenna burner. The isothermal surface was a circular flat surface with diameter equal to the flame diameter, positioned over the flat flame burner facing parallel to the surface of the burner. A water flow keeps the surface isothermal and allows for the measurement of the heat transfer from the flame to the surface. A thermal efficiency is defined as the ratio of the heat transfer rate to the isothermal surface and the enthalpy flow rate (higher) carried by the natural gas flow. The tests were conducted at flame speeds varying between 17 and 23 cm/s and equivalence ratios between 0.8 and 1.0. As the surface was progressivelly approximated to the burner surface, the flame suffered a transition from a flat flame stabilized on the burner surface to a curved flame stabilized at the edge of the burner, anchored both in the isothermal and the burner surface. The distance when this transition occurred remained within 1.8 and 2.3 mm and was associated to a quenching distance for the stagnation plane flame. It decreased as the flame speed increased and increased for the higher equivalence ratios. The measured heat transfer coefficients between the flame and the surface varied from 64 to 97 W/m2-K and the thermal efficiency of the heat transfer to the isothermal surface varied between 0.2 and 0.3 for spacings between the burner and the surface from 2.5 mm to 6.5 mm. The measurement uncertainties associated with the gas flow rates and the water flow rate in the isothermal surface accounted for over 70 % of the uncertainties associated to the results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:37:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338917.pdf: 6278500 bytes, checksum: e322df7d608322d2f71861aa013ddada (MD5) Previous issue date: 2015 / Abstract : The laminar flame speed is a physicochemical parameter of the combustion of premixed mixtures. It is relevant in the design and analysis of combustion systems, such as internal combustion engines and gas turbines, in risk analysis of accidents with gas fuels, as well as, a global target to the development of detailed chemical kinetics models for combustion. Here, the laminar flame speeds of ethanol, iso-octane, n-heptane, gasoline, gasoline with 27% ethanol in volume, two surrogates for the gasoline and the gasoline with ethanol, in mixture with dry air were measured at 100 kPa, temperature range from 298 K to 408 K, and equivalence ratio from 0.6 to 1.4. The measurements were made in a constant volume reactor equipped with a high-speed camera (10000 FPS), for the visualization of the spherically expanding flame front propagation using the Schlieren method. Unstretched laminar flame speed was obtained through extrapolation using a linear relation between flame stretch rate and flame propagation velocity. The effect of temperature on flame speed was evidenced and two empirical equations were curve fitted to the measurements relating the flame speed to the equivalence ratio. A global equation to calculate laminar flame speed as a function of equivalence ratio and temperature was also curve-fitted for each fuel. The results agree with values found in the literature for the pure substances within 10 %. The temperature dependence parameter is also in good agreement with the literature within an error band of 10 % of the measurement. The deviation from the curve-fitted equations and the measurements is smaller than 4%. The surrogate proposed also represented with great accuracy the laminar flame speed of the gasoline and the gasoline with ethanol addition, with a maximum difference of 2 %.<br> / A velocidade de chama laminar é uma característica físico-química da combustão de misturas contendo oxidante e combustível pré-misturados. É um parâmetro utilizado no projeto e análise de sistemas de combustão, como motores e turbinas a gás, nas análises de risco, como em acidentes envolvendo gases, e como parâmetro global para o desenvolvimento de modelos de cinética química de combustão. Nesse trabalho, a velocidade de chama laminar foi medida para os seguintes combustíveis: etanol, iso-octano, n-heptano, gasolina, gasolina com adição de 27% de etanol, e duas misturas que emulam o comportamento (surrogates) da gasolina e da gasolina com adição de etanol. As condições iniciais para os experimentos foram 100 kPa, temperaturas variando de 298 K até 408 K, e razão de equivalência de 0,6 até 1,4. Os experimentos foram realizados em um reator de volume constante, equipado com uma câmera de alta velocidade (10000 FPS) usada para a visualização da propagação da frente de chama no interior do reator com o método Schlieren. A velocidade de chama laminar plana foi obtida através da extrapolação linear da relação entre a velocidade de propagação da chama e a taxa de estiramento. O parâmetro de dependência com a temperatura foi calculado para cada combustível em cada razão de equivalência. Duas curvas de ajuste dos dados experimentais (função polinomial de terceiro grau e exponencial) foram obtidas para relacionar velocidade de chama laminar e razão de equivalência para cada temperatura. Uma equação global para calcular velocidade de chama laminar em função de temperatura e razão de equivalência para cada combustível também foi determinada. O resultados obtidos mostram uma boa concordância com a literatura, com diferenças menores que 10 % para as substâncias puras. O parâmetro de dependência com a temperatura também está em boa concordância com os valores encontrados na literatura dentro da faixa de erro experimental de 10 % do valor medido. O uso da equação global resulta em desvio menor que 4 % para os valores medidos. Os surrogates investigados representam a velocidade de chama laminar da gasolina e da gasolina com adição de etanol dentro de um desvio de máximo de 2 %.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T06:12:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A combustão pré-misturada de metano e ar em meios porosos inertes foi investigada teórica e experimentalmente, visando o desenvolvimento de queimadores porosos radiantes a gás natural. Uma bancada de testes foi projetada e construída para a análise do desempenho de queimadores porosos sob diversas condições de operação. O diagrama de estabilidade de chama de um queimador poroso construído a partir de placas de esponja cerâmica de zirconita-alumina foi levantado para relações de equivalência abaixo de 0,65. Os resultados mostram que: 1 - para cada relação de equivalência existe uma faixa de velocidades em que é possível estabilizar a chama dentro do meio poroso, 2 - as velocidades registradas foram de duas a cinco vezes maiores que a correspondente velocidade de chama livre, 3 - a partir da relação de equivalência 0,50 a temperatura dentro do queimador chegou a ultrapassar a temperatura de chama adiabática calculada para a condição inicial dos gases, 4 - o limite inferior de inflamabilidade ocorreu em misturas com 4% de metano (em volume), 5 - o queimador apresentou grande inércia térmica, sendo insensível a pequenas flutuações no fluxo de reagentes e 6 - a emissão de radiação direcional a partir da matriz sólida variou aproximadamente de 18 a 30% da energia total liberada pela reação de combustão. Os resultados obtidos comprovam o potencial de uso das esponjas de zirconita-alumina testadas para a fabricação de queimadores porosos radiantes operando em temperaturas de até 1550°C, na faixa de potências de 90 a 1200 kW/m2. Um queimador de esponja de carbeto de silício também foi testado, mas apresentou baixo desempenho devido à forte degradação térmica em temperaturas acima de 1350oC. Uma solução numérica global, incluindo trocas de calor com o ambiente externo, foi empregada para avaliar qualitativamente alguns parâmetros de desempenho do queimador. O meio poroso foi modelado como uma placa com poros cilíndricos axiais, divididos em dois volumes de controle. As equações usadas são as de conservação da massa e energia, levando em consideração as trocas de calor por radiação térmica entre a matriz sólida e o ambiente. A combustão é assumida como completa e a velocidade de chama é calculada através de uma expressão simplificada. Os resultados obtidos reproduzem uma série de tendências observadas nos experimentos e mostram a importância da recirculação de calor na estabilização de chamas em meios porosos inertes.

Neste trabalho foi desenvolvido um método para a determinação de Ca, Mg e Zn em óleos lubrificantes e quantificação por Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (F AAS). As amostras foram diluídas com uma pequena quantidade de querosene de aviação (QAV), propanol e água formando uma solução de três componentes. Para a calibração, foram utilizados padrões inorgânicos aquosos. Para a avaliação da exatidão do método desenvolvido foi utilizado a norma ABNT NBR 14066, que consiste na diluição das amostras com QAV e quantificação por F AAS. Dois outros métodos para avaliar a exatidão foram empregados: digestão ácida e análise de material de referência certificado NIST (SRM 1084a). O método proposto apresentou as seguintes vantagens quando comparado com o método de referência: significativa redução do uso de QAV, maior estabilidade dos analitos no meio, utilização de padrões inorgânicos aquosos na calibração. Os valores dos limites de detecção para o Ca, Mg e Zn foram 1,3 μg g-1, 0,052 μg g-1 e 0,41 μg g-1 respectivamente. O método desenvolvido foi aplicado para amostras reais e os resultados foram concordantes com os obtidos pelos métodos de referência. / Lubricating oils are used to decrease wear and friction of movable parts. The presence of metals such as Ca, Mg and Zn show the addition of specific additives that improve the performance of these lubricants. In this work, a method for determination of Ca, Mg and Zn in lubricating oil by flame atomic absorption spectrometry (F AAS) was developed. The samples were diluted with a small quantity of aviation kerosene (AVK), n-propanol and water to form a three component solution before its introduction in the F AAS. Aqueous inorganic standards diluted in the same way have been used for calibration. To assess the accuracy of the new method, the comparison with the ABNT NBR 14066 standard method, which consist in diluting the sample with AVK and quantification by F AAS, was employed. Two other methods to evaluate the accuracy have also been used: the acid digestion method and the certified reference material NIST (SRM 1084a). The proposed method provides the following advantages when compared with the standard method: significant reduction of the use of AVK, higher stability of the analytes in the medium and application of aqueous organic standards for calibration. The limits of detection for Ca, Mg and Zn were 1.3 μg g-1, 0.052 μg g-1 and 0.41 μg g-1 respectively. The proposed method was applied to real samples and the results were consistent with those obtained by reference methods.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-31Bitstream added on 2014-06-13T19:46:39Z : No. of bitstreams: 1 rocha_ama_dr_guara.pdf: 5646365 bytes, checksum: 36f5cf9b692f786dcf5678d3b5c3474f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O processo de queima que se utiliza um campo acústico (combustão pulsante) para obter oscilação acústica, apresenta algumas vantagens já estabelecidas na literatura, tendo-se por referência o processo de queima convencional, podendo ser o campo acústico induzido por atuadores externos ou não. Exemplos destas vantagens incluem a minimização da emissão de poluentes e dos custos de investimento/operação, incluindo a redução de consumo de combustíveis e a maximização das taxas de transferência convectiva de calor. Entretanto, para sua aplicação prática, torna-se necessário o estudo dos fenômenos que envolvem o processo de combustão, ainda não devidamente equacionados. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho é realizar uma criteriosa investigação experimental sobre como os diversos parâmetros que controlam ou descrevem a situação de queima em uma chama difusiva livre turbulenta de gás natural se comportam com a presença de um campo acústico. Para tal foi adaptada uma instalação (queimador de Delft), disponível no Laboratório Associado de Combustão e Propulsão do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, com um sistema de atuação acústica. Tal sistema operacional possui chama turbulenta difusiva de gás natural, tipo jato, tendo sido escolhido, devido à sua geometria de chama ser mais simples e por apresentar na literatura um banco de dados já disponível, no que se refere aos processos físicos e químicos que ali se desenvolvem na situação sem atuação acústica, o que possibilita uma melhor compreensão da influência acústica sobre tais processos. / A burning process using an acoustic field to obtain pulse combustion presents potential advantages over the conventional combustion process. The acoustic field can be introduced by external actuators or not. Examples of these advantages include minimization of pollutants emission rates as well as of investment and operation cost reductions and maximization of convective heat transfer rates. However, for practical applications of pulse combustion it is necessary to further study the phenomena involved in this process, which are still not properly known yet. The main objective of this work is to conduct a though experimental investigation on the parameters that control and describe combustion in a free turbulent diffusion flame of natural gas under an acoustic field. An existing Delft burner was adapted for the study. This system was chosen because, besides its simplicity, there is also an extensive data set in the literature, describing the physical and chemical processes that occur under conventional combustion operation, allowing a better understanding of the influence of the acoustic field.