Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-30Bitstream added on 2014-06-13T20:13:11Z : No. of bitstreams: 1 cirino_mm_me_bauru.pdf: 7880513 bytes, checksum: 90db4c500722605231950129993ca3de (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho procurou identificar como estudantes do Ensino Médio se apropriam de conceitos e elaboram determinados modelos inseridos em Cinética Química, especificamente o modelo cinético de colisão de partículas numa reação (Teoria das Colisões). Esta análise e as reflexõe que a seguiram foram baseadas principalmente nos estudos realizados por Piaget (1975, 1975b, 1977), Piaget & Inhelder (1975, 1977), Jun (2000) e Fischbein (1975). Utilizamos como documentos as transcrições das entrevistas (pré e pós-testes) realizadas individualmente com cada aluno. Inicialmente os estudantes foram entrevistados (pré-testes) com o intuito de identificar a familiaridade com a noção de evento probabilístico ou aleatório. Numa segunda etapa (pós-testes) esse conhecimento (ou a ausência parcial/total dele) foi posto à prova numa tentativa de estabelecer relações com um conteúdo específico da Química (Teoria das Colisões). Os resultados obtidos apontam para grandes discrepâncias entre o modelo cinético de colisões elaborado pelos estudantes e o cientificamente aceito. / The purpose of this work is to contribute for Science teaching making analysis and reflections on the way high school students appropriate the concepts and models related to Chemical Kinetics, mainly particles collisions' kinetics model in chemical reaction (Collision Theory Model). This investigation was based on Piaget and Inhelder' studies (1975), and also on Piaget (1975, 1977), Jun (2000), and Fischbein (1975) works, which have studied the connection between the young students and the probabilistic thinking. The analysis of the document evidences had the aim to evaluate if the students would be able to achieve generalization and develop concepts about Probability Theory. In the second part these concepts or its partial/total lacks were linked with chemical kinetics in attempt to establish relationships between correct explanation of collision kinetic model and the students' failure models. The obtained result points to great misconceptions related to the correct and scientific model and the student's.

Made available in DSpace on 2016-08-12T18:48:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-07. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-12T18:51:07Z : No. of bitstreams: 1 000857403_20171007.pdf: 2013228 bytes, checksum: 14a7d836a166da070aaee9320e295597 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-10-09T13:25:13Z: 000857403_20171007.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-10-09T13:26:08Z : No. of bitstreams: 1 000857403.pdf: 6906597 bytes, checksum: 793259b267cc340025fb7f2fff38e41b (MD5) / Esse trabalho apresenta o estudo dos principais resíduos da fabricação de açúcar e etanol a partir da cana-de-açúcar (o bagaço, a torta de filtro e a vinhaça) além da caracterização térmica dos mesmos para fins energéticos. O bagaço é obtido após a extração do caldo nas moendas. A torta de filtro é gerada no processo de clarificação do caldo na rota de produção do açúcar e utilizada na complementação da adubação mineral nos próprios canaviais. A vinhaça, também conhecida como vinhoto, restilo ou garapão, é um resíduo da fabricação de etanol após a etapa de destilação e também empregada como fertilizante, além de repor água ao solo. As amostras de bagaço, torta de filtro e vinhaça foram obtidas de duas usinas sucroalcooleiras do Estado de São Paulo. A caracterização química das amostras foi feita por diversas técnicas como análise elementar, espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), difratometria de raios-X, espectrofotometria de absorção atômica, dentre outras. O comportamento de decomposição térmica, tanto das amostras individuais como de misturas binárias (1:1 m/m), foi avaliado através da análise termogravimétrica e sua derivada (TG-DTG), análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). As atmosferas empregadas foram de pirólise (N2), combustão (N2/O2, 8:2 v/v), oxi-combustão (CO2/O2, 8:2 v/v) e gaseificação (CO2). Foi avaliada a cinética de degradação térmica referente à primeira etapa de decomposição da matéria orgânica pelo método de Wanjun- Donghua modificado por Capela-Ribeiro. Os resultados obtidos demonstraram que, apesar de composição orgânica semelhante, o potencial energético da torta de filtro e da vinhaça foi inferior ao do bagaço devido ao alto teor de matéria inorgânica nas duas primeiras. A torta de filtro apresentou grandes quantidades de... / This work presents the study of the main wastes produced by sugarcane mills such as bagasse, filter cake and vinasse in addition to thermal characterization for energy generation. Bagasse is obtained after juice extraction in the mills. Filter cake is generated after clarification of the juice for sugar production and used as an additive in mineral fertilizers on the sugarcane crops. Vinasse is a by-product of ethanol production obtained after distillation and is also applied on the crops as a fertilizer and to restore water to the soil. The samples of bagasse, filter cake and vinasse were provided by two sugarcane mills located in the state of São Paulo. Chemical composition of samples was determined by several techniques like ultimate analysis, FTIR spectroscopy, X-ray diffractometry, atomic absorption spectrophotometry among others. Thermal decomposition behavior of both pure samples and binary blends (1:1 w/w) was evaluated by thermogravimetric analysis and its derivative (TGA-DTG), differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC). Typical reaction atmospheres of pyrolysis (N2), combustion (N2/O2, 8:2 v/v), oxy-combustion (CO2/O2, 8:2 v/v) and gasification (CO2) were employed. Thermal decomposition kinetics regarding the first mass loss step of degradation of organic matter was evaluated by Wanjun-Donghua method modified by Capela-Ribeiro. Results indicated that, despite similar organic composition, the energetic potential of filter cake and vinasse was lower than of bagasse due to increased inorganic content. Filter cake presented high amounts of Ca, Cu, Fe, Mn, P and Zn. Vinasse showed greater concentrations of Na and K and higher amounts of other metals such as Ca, Mg, Mn and Zn in relation to bagasse and filter cake samples. Both samples had significant concentrations of heavy metals like Cr and Pb. However, great differences were observed when chemical...

Orientador: Marisa Spirandeli Crespi / Co-orientador: Paula Cristina Garcia Manoel Crnkovic / Banca: Jorge Manuel Vieira Capela / Banca: Clóvis Augusto Ribeiro / Banca: Hernane da Silva Barud / Banca: Eny Maria Vieira / Resumo: Esse trabalho apresenta o estudo dos principais resíduos da fabricação de açúcar e etanol a partir da cana-de-açúcar (o bagaço, a torta de filtro e a vinhaça) além da caracterização térmica dos mesmos para fins energéticos. O bagaço é obtido após a extração do caldo nas moendas. A torta de filtro é gerada no processo de clarificação do caldo na rota de produção do açúcar e utilizada na complementação da adubação mineral nos próprios canaviais. A vinhaça, também conhecida como vinhoto, restilo ou garapão, é um resíduo da fabricação de etanol após a etapa de destilação e também empregada como fertilizante, além de repor água ao solo. As amostras de bagaço, torta de filtro e vinhaça foram obtidas de duas usinas sucroalcooleiras do Estado de São Paulo. A caracterização química das amostras foi feita por diversas técnicas como análise elementar, espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR), difratometria de raios-X, espectrofotometria de absorção atômica, dentre outras. O comportamento de decomposição térmica, tanto das amostras individuais como de misturas binárias (1:1 m/m), foi avaliado através da análise termogravimétrica e sua derivada (TG-DTG), análise térmica diferencial (DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). As atmosferas empregadas foram de pirólise (N2), combustão (N2/O2, 8:2 v/v), oxi-combustão (CO2/O2, 8:2 v/v) e gaseificação (CO2). Foi avaliada a cinética de degradação térmica referente à primeira etapa de decomposição da matéria orgânica pelo método de Wanjun- Donghua modificado por Capela-Ribeiro. Os resultados obtidos demonstraram que, apesar de composição orgânica semelhante, o potencial energético da torta de filtro e da vinhaça foi inferior ao do bagaço devido ao alto teor de matéria inorgânica nas duas primeiras. A torta de filtro apresentou grandes quantidades de... / Abstract: This work presents the study of the main wastes produced by sugarcane mills such as bagasse, filter cake and vinasse in addition to thermal characterization for energy generation. Bagasse is obtained after juice extraction in the mills. Filter cake is generated after clarification of the juice for sugar production and used as an additive in mineral fertilizers on the sugarcane crops. Vinasse is a by-product of ethanol production obtained after distillation and is also applied on the crops as a fertilizer and to restore water to the soil. The samples of bagasse, filter cake and vinasse were provided by two sugarcane mills located in the state of São Paulo. Chemical composition of samples was determined by several techniques like ultimate analysis, FTIR spectroscopy, X-ray diffractometry, atomic absorption spectrophotometry among others. Thermal decomposition behavior of both pure samples and binary blends (1:1 w/w) was evaluated by thermogravimetric analysis and its derivative (TGA-DTG), differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC). Typical reaction atmospheres of pyrolysis (N2), combustion (N2/O2, 8:2 v/v), oxy-combustion (CO2/O2, 8:2 v/v) and gasification (CO2) were employed. Thermal decomposition kinetics regarding the first mass loss step of degradation of organic matter was evaluated by Wanjun-Donghua method modified by Capela-Ribeiro. Results indicated that, despite similar organic composition, the energetic potential of filter cake and vinasse was lower than of bagasse due to increased inorganic content. Filter cake presented high amounts of Ca, Cu, Fe, Mn, P and Zn. Vinasse showed greater concentrations of Na and K and higher amounts of other metals such as Ca, Mg, Mn and Zn in relation to bagasse and filter cake samples. Both samples had significant concentrations of heavy metals like Cr and Pb. However, great differences were observed when chemical... / Doutor

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Atualmente nosso planeta està sofrendo diversas mudanÃas ambientais e assim, o cuidado com o meio ambiente cresce a cada dia. O avanÃo tecnolÃgico na Ãrea de produtos biodegradÃveis està surgindo com o intuito de desenvolver prÃticas para minimizar essas mudanÃas. Como fonte energÃtica renovÃvel, atualmente, vem sendo estudado, o Biodiesel, que à biodegradÃvel, nÃo tÃxico e tem uma reduzida emissÃo de gases nocivos em relaÃÃo ao diesel. Com esse intuito o objetivo desse trabalho foi estudar a aplicaÃÃo de catalisadores heterogÃneos obtidos a partir de fontes naturais (dolomita, casca de caranguejo, casca de ovo, e esferas de quitosana com cÃlcio). A atividade catalÃtica dos materiais foi estudada usando a catÃlise heterogÃnea para produÃÃo de biodiesel. Os materiais utilizados apresentam em sua composiÃÃo quÃmica CaMg(CO3)2 ou CaCO3, os quais, quando modificados termicamente a 850 oC/3h e 900 oC/1h e 2h, respectivamente, resultam em um material altamente bÃsico CaO/MgO ou CaO. Eles tÃm algumas vantagens, tais como abundÃncia, baixo custo, estrutura porosa e nÃo à tÃxico. Os materiais naturais e modificados termicamente foram caracterizados atravÃs de anÃlises de basicidade, FRX, TGA, DRX, FTIR, MEV e Ãrea especÃfica por adsorÃÃo de N2. Para o estudo da aplicaÃÃo dos catalisadores citados acima se utilizou como matÃria-prima o Ãleo de girassol refinado. A matÃria-prima foi caracterizada quanto a composiÃÃo quÃmica dos Ãcidos graxos, Ãndice de acidez, Ãndice de saponificaÃÃo, massa especÃfica a 20 oC, viscosidade cinemÃtica a 40 oC e teor de umidade. AtrÃves da utilizaÃÃo de um planejamento experimental 32 para todos os catalisadores heterogÃneos estudados foram realizadas as reaÃÃes de transesterificaÃÃo com alcool metÃlico, variando-se XRM (1:6; 1:9 e 1:12) , XCAT (1, 2 e 3 % em peso em relaÃÃo à massa do Ãleo pesada), mantendo-se fixas as variÃveis temperatura (60 ÂC) e velocidade de agitaÃÃo (1000 rpm).Verificou-se que os catalisadores proporcionaram as seguintes conversÃes em Ãsteres metÃlicos diante das condiÃÃes reacionais otimizadas: esferas de quitosana com cÃlcio (56,12  0,32 % p/p), casca de caranguejo (83,10  0,27 % p/p), dolomita (96,52  0,43 % p/p) e casca de ovo (97,75  0,02 % p/p), ou seja, os catalisadores heterogÃneos estudados se mostraram promissores e viÃveis na reaÃÃo de transesterificaÃÃo para produÃÃo de biodiesel. / Nowadays our planet is suffering several environmental changes and the care with the environment is growing up every day. Technological advances in the biodegradable products field are increasing in order to develop practices to minimize these changes. Biodiesel has been studied as a renewable energy source, which is biodegradable, nontoxic and has a reduced emission of harmful gases compared to diesel. The objective of this work was to study the application of heterogeneous catalysts derived from natural sources (egg shell, crab shell, dolomite and spheres of chitosan with calcium) for the transesterification reaction of vegetable oils to biodiesel production. The catalsty showed in its chemical composition CaMg(CO3)2 and CaCO3, which when thermally modified resulted in a highly basic CaO/MgO or CaO. These materials have some advantages, such as abundance and inexpensive, porous structure and are not toxic. Some characteristics of natural and modified catalysts were obtained by different techniques, such as XRF, TGA, XRD, FTIR, SEM, potenciometric and specific surface area for N2 adsorption. For the transesterification reactions was used the refined sunflower oil study which was characterized its composition of fatty acids, acid value, saponification number, density at 20 ÂC, kinematic viscosity at 40 ÂC and moisture content. Some parameters were evaluated in the transesterification reaction oil:alcohol molar ratio (XRM) and amount catalsty (XCAT) and optimized using an experimental design (32). The reactions were performed varying XRM (1:6, 1:9 and 1:12), XCAT (1, 2 and 3 w.t% by weight relative to the mass of heavy oil) and fixed the temperature (60 ÂC) and stirring speed (1000 rpm). In the optimized conditions the conversions of vegetable oils to methyl esters were: chitosan sphereswith calcium (56.12  0.32 w.t% ), crab shell (83.10  0 27 w.t% ), dolomite (96.52  0.43 w.t% ) and egg shell (97.75  0.02 w.t%). These results showed that the heterogeneous catalysts studied are promising and viable in the transesterification reaction for biodiesel production.

Orientador: José Clayston Melo Pereira / Coorientador: Adelino Vieira de Godoy Netto / Banca: Antonio Eduardo Mauro / Banca: Rodrigo Alves de Souza / Resumo: Este trabalho tem como objetivo investigar a reação entre moléculas de importância biológica tais como aminoácidos e bases nitrogenadas com complexo de paládio com potencial anticâncer com fórmula geral [Pd(dmba)(Cl)tu]. Para essa finalidade foram realizados ensaio de ressonância magnética nuclear para obter informações de caráter estrutural sobre produto da reação, bem como estudos cinéticos que foram realizados por meio de monitoramento de mudança espectral em função do tempo. Sabe-se que a reação possui elevada labilidade, nesse caso, foi necessário utilizar técnica específica de fluxo interrompido (Sttoped-flow). A caracterização dos produtos da reação será realizada com base nos resultados obtidos por técnicas de espectroscopia de RMN e espectrometria de massas. Notou-se essencialmente que a importância desse estudo ocorre uma vez que o complexo majoritário possivelmente formado estará em maior proporção quanto ao complexo precursor contendo o ligante cloreto, mostrando, portanto, que a estrutura do complexo em meio de cultura contendo cisteína não permanece estável. Assim, o estudo da relação estrutura - atividade destes complexos de paládio devem levar em consideração sua estabilidade em solução e em presença de moléculas de importância biológica tais como a Lcisteína e a glutationa. / Abstract: This dissertation investigates the reaction between biologically important molecules, such as amino acids and hydrogen bases, with a potentially anti-cancer palladium complex having the general formula [Pd(dmba)(Cl)tu]. In order to do this, nuclear magnetic resonance assays were carried out to obtain structural information about the product of the reaction; kinetic studies were also carried out by monitoring spectral changes as a function of time. It is known that the reaction has high lability, and as a result, a stopped-flow technique was employed. Characterization of the reaction products will be done based on the results obtained from NMR and mass spectroscopy studies. The essential finding of this study was that the possibly-formed majority complex has a high proportion than the precursor complex containing the binding chloride, thus showing that the structure of the complex in a culture of cysteine does not hold stability. As a consequence, studies of the relation structure-activity for these palladium complexes should take into consideration its stability in solution and in the presense of biologically important molecules such as L-cysteine and glutatione. / Mestre

[pt] Neste trabalho, foi desenvolvida uma modificação do modelo para simulação de sprays Diesel com o método de PDF presumida e cinética química tabulada. Através do acoplamento entre a parte química e a parte turbulenta, avaliou-se os efeitos do spray com a metodologia flamelet. Onde o conceito flamelet trata a chama difusiva e transiente como um conjunto de chamas unidimensionais, utilizando o modelo de PDF presumida para a avaliação dos valores turbulentos. A validação do modelo foi realizada com dados experimentais do laboratório Sandia, em uma câmara a volume constante. A validação e a aplicação do modelo foram conduzidas em diferentes tipos de ensaios experimentais: avaliação e comparação para diferentes modelos de cinética química do n-heptano, validação do método para o modelo de turbulência K-epsilon na câmara de volume constante do Sandia para o n-heptano não reativo, validação e comparação do modelo para o spray reativo e aplicação de modelo para o estudo comprimento do ancoramento de chama e para o tempo de atraso de ignição do n-heptano para diferentes temperaturas ambientes. Em geral, a modelagem proposta tem demonstrado excelente capacidade de previsão para a combustão com spray Diesel numa vasta gama de aplicações e é um candidato altamente promissor para outras aplicações em motores Diesel. / [en] In this work, a modification of the model for the simulation of diesel sprays with the presumed PDF method and tabulated chemical kinetics was developed. Through the coupling between the chemical part and the turbulent part, the effects of the spray were evaluated for the flamelet methodology. Where the textit flamelet concept treats the diffusive and transient flame as a set of one-dimensional flames, using the presumed PDF model for the evaluation of turbulent values. The validation of the model was performed with experimental data from the Sandia laboratory, in a chamber at constant volume. The validation and application of the model were conducted in different types of experimental trials: evaluation and comparison for different chemical kinetics models of n-heptane, validation of the method for the turbulence model K-epsilon in the constant volume chamber of the Sandia for non-reactive n-heptane, validation and comparison of the model for the reactive spray and model application for the study of the flame anchoring length and for the ignition delay time of n-heptane at different ambient temperatures. In general, the proposed modeling has demonstrated excellent predictive capacity for diesel spray combustion in a wide range of applications and is a highly promising candidate for other applications in diesel engines.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-08-10T13:04:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoSuportesAlternativos.pdf: 3760340 bytes, checksum: cb8d4c7ac7e7a9b32854f47aa3da17c3 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-23T14:21:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoSuportesAlternativos.pdf: 3760340 bytes, checksum: cb8d4c7ac7e7a9b32854f47aa3da17c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T14:21:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoSuportesAlternativos.pdf: 3760340 bytes, checksum: cb8d4c7ac7e7a9b32854f47aa3da17c3 (MD5) Previous issue date: 2016-08-05 / Este trabalho trata da síntese, caracterização e avaliação da atividade catalítica de eletrocatalisadores de Pt e PtSn, suportados em carvão ativado de biomassa com elevada área superficial, obtidos por meio da carbonização e ativação química do material carbonáceo, em diferentes temperaturas e concentração do ativador químico. As séries de materiais suporte em estudo são o BSC (obtido da casca da Castanha-do-brasil, Bertholletia excelsa) e BO (obtido do ouriço da Castanha-do-brasil). Os eletrocatalisadores foram sintetizados pelo método de redução via etilenoglicol. A caracterização física foi realizada com o auxílio das técnicas de Difração de Raio-X (DRX), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). O comportamento eletroquímico dos catalisadores frente às reações de eletro-oxidação dos álcoois foi avaliado através de Voltametria Cíclica (VC) e por Cronoamperometria (CA), utilizando-se a técnica do eletrodo de camada ultrafina. Para comparação das atividades catalíticas dos eletrocatalisadores utilizou-se a normalização das correntes pela massa de metal contido em cada eletrodo. Os carbonos ativados de biomassa apresentaram boa capacidade elétrica variando de 52 a 550 Fg-1 e elevada área específica de 1.030 a 3.154 m2g-1 o que conferiu boa dispersão das nanopartículas sobre o material suporte. As medidas de cronoamperometria, em solução ácida de etanol, mostram maior atividade catalítica para Pt73Sn27/BSC800K5R; Pt72Sn28/BO600K3 e Pt57Sn43/BSC600K1F. Já em solução ácida de metanol os eletrocatalisadores Pt86Sn14/BSC800K5; Pt72Sn28/BO800K5 e Pt57Sn43/BSC600K1F apresentaram as melhores respostas catalíticas. / This work deals with the synthesis, characterization and catalytic activity of electrocatalysts Pt and PtSn supported on activated carbon biomass with high surface area, obtained by carbonization and chemical activation of carbonaceous material at different temperatures and concentration of the activator chemical. The series under study are BSC (obtained from the shell of Brazil nut, Bertholletia excelsa) and BO (obtained from bur fiber Brazil nut). The electrocatalysts were synthesized by ethylene glycol via reduction method. The physical characterization was performed using the techniques of X-ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive Spectroscopy X-ray (EDS), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The electrochemical behavior of the catalysts for the reactions of electro-oxidation of alcohols was evaluated by cyclic voltammetry and chronoamperometry by using the technique of ultrathin layer electrode. To compare the catalytic activity of electrocatalysts used to normalize currents through the mass of metal contained in each electrode. The activated carbon biomass showed good electrical capacity 52 to 550 g F-1 and high specific area 1030 to 3154 m2 g-1 which gave good dispersion of nanoparticles on the material support. The chronoamperometry measures in acid ethanol solution, show higher catalytic activity for Pt73Sn27/BSC800K5R; Pt72Sn28/BO600K3 and Pt57Sn43/BSC600K1F. Already in acidic methanol solution electrocatalysts Pt86Sn14/BSC800K5; Pt72Sn28/BO800K5 and Pt57Sn43/BSC600K1F showed the best catalytic responses.

[pt] O desenvolvimento de modelos computacionais para simulação de escoamentos reativos operando em regime de turbulencia requer a soluçao das equações diferenciais parciais que representam os balanços de massa, quantidade de movimento linear, espécies químicas e energia. Além disso, as reações químicas do modelo necessitam de um mecanismo cinético detalhado para descrição dos fenomenos físico-químicos associados. Um dos maiores desafios encontrados é a rigidez da simulação numérica desses modelos e a natureza não linear do termo de produção das espécies químicas. Esta dissertação apresenta uma revisão das principais técnicas disponíveis na literatura para o desenvolvimento de modelos reduzidos de cinética química, em particular para a combustão, bem como de técnicas para solução eficiente dos modelos de escoamentos reativos. Após uma apresentação da formulação matemática associada, a metodologia denominada tabulação adaptativa in situ (ISAT) é implementada e avaliada quanto a sua acurácia, eficiencia e uso de memória na simulação de alguns modelos de reator homogeneo agitado. Avalia-se a combustão de misturas de monóxido de carbono/oxigenio e metano/ar cujos mecanismos cinéticos tem 4 e 53 espécies, 3 and 325 reações respectivamente. Os resultados destassimulações indicam que a presente implementação da técnica ISAT tem erro relativo global inferior a 1%. Além disso, a técnica ISAT propiciou ganhos, em termos de tempo computacional, de at´e 80% quando comparado a simulação direta da cinética detalhada. Entretanto, em termos de utilização da memória, a implementação desenvolvida da técnica ISAT se mostrou excessivamente exigente. / [en] The development of computational models for the numerical simulation of chemically reacting flows operating in the turbulent regime requires the solution of partial differential equations that represent the balance of mass, linear momentum, chemical species and energy. Moreover, the chemical reactions of the model may require a detailed reaction mechanism for the description of the physicochemical phenomena involved. One of the biggest challenges is the stiffness of the numerical simulation of these models and the nonlinear nature of species rate of reaction. This dissertation presents an overview of the main techniques available in the literature for the development of reduced models of chemical kinetics, particularly for the combustion, as well as the techniques for efficient computation of the chemically reacting flows models. After a presentation of the associated mathematical formulation, the methodology dubbed in situ adaptive tabulation (ISAT) is implemented and its accuracy, efficiency and memory usage are evaluated in the simulation of homogeneous stirred reactor models. The combustion of carbon monoxide with oxygen and methane with air mixtures is considered, which detailed reaction mechanisms involve 4 and 53 species, 3 and 325 reactions respectively. The results of these simulations indicate that the development implementation of the ISAT technique has a absolute global error of less than 1%. Moreover, the ISAT technique provided gains, in terms of computational time, of up to 80% when compared to the direct integration of the full chemical kinetics. However, in terms of memory usage the present implementation of ISAT technique was found to be excessively demanding.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2018-05-14T18:21:27Z No. of bitstreams: 2 André da Silva Siqueira.pdf: 3776282 bytes, checksum: 6603b366db594cfde0276b33c03a1968 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2018-05-21T13:34:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 André da Silva Siqueira.pdf: 3776282 bytes, checksum: 6603b366db594cfde0276b33c03a1968 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T13:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 André da Silva Siqueira.pdf: 3776282 bytes, checksum: 6603b366db594cfde0276b33c03a1968 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work aims to obtain and characterize a composite filament based on poly (lactic acid) (PLA), hydroxyapatite (HA) and graphene oxide, to process it by fused deposition modeling (FDM), and then make scaffolds for bone tissue growth and order to evaluate the properties of the obtained structure. To achieve these goals composite of PLA/HA, PLA/GO and PLA / HA / GO with concentrations of 0.05 wt %, 0.1 wt % and 0.3 wt % GO and 30 wt % HA were obtained by melt state blending and subsequently processed by FDM. The graphite oxide was obtained by modified Hummers method and characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis and Raman spectroscopy. The PLA and composites were characterized by molar mass measurements, infrared and Raman spectroscopy, tensile strength tests, contact angle measurements (surface energy), differential scanning calorimetry (DSC) and rheological tests. The insertion of GO into PLA and PLA/HA composites led to improvements in the mechanical properties (tensile) and also modified significantly the surface properties of the materials and the composition with 0.05 wt % of GO has shown the better results in both characteristics. These improvements occurred due to the strong interaction of the GO sheets with the PLA matrix that indicates the process of obtaining the composites via the melting state was correctly conducted. All PLA / HA / GO compositions presented rheological characteristics compatible with of scaffolds production process via FDM. The insertion of the GO into the PLA matrix and the PLA / HA composite has been shown to be extremely promising, and possibly to increase the variety of PLA / HA based biomaterials application. / O presente trabalho visa obter e caracterizar um filamento compósito baseado em poli(ácido lático) (PLA), hidroxiapatita (HA) e óxido de grafeno, processá-lo por Fused deposition modeling (FDM), fabricar scaffolds para crescimento de tecido ósseo. Para alcançar esses objetivos fcompósitos de PLA/HA, PLA/GO e PLA/HA/GO com concentrações de 0,05%, 0,1% e 0,3% de GO e 30% de HA (em massa) foram preparados por meio de mistura no estado fundido e posteriormente processados por FDM. Comprovou-se a obtenção do óxido de grafite por técnicas de difração de raios-X (DRX), análise termogravimétrica e espectroscopia Raman. O PLA e os compósitos foram caracterizados por medidas de massa molar da matriz polimérica, espectroscopia no infravermelho e Raman, ensaios mecânicos de tração, medidas de ângulos de contato (energia de superfície), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e ensaios reológicos. A inserção do GO no PLA e no compósito PLA/HA conduziu a melhorias das propriedades mecânicas (tração) dos materiais e também modificou significativamente as propriedades de superfície dos materiais estudados, sendo a concentração de 0,05% em massa a que apresentou melhor desempenho em ambas as características. Essas melhorias aconteceram devido à forte interação das folhas de GO com a matriz de PLA, o que indica que o processo de obtenção dos compósitos via estado fundido foi corretamente conduzido. Todas as composições PLA/HA/GO apresentaram características reológicas compatíveis com o processo de produção dos scaffolds via FDM. A inserção do GO na matriz de PLA e no compósito PLA/HA demonstrou-se ser extremamente promissora, e possivelmente aumentarão a variedade de aplicações dos biomateriais baseados em PLA/HA.