Este trabalho tem como objetivo buscar subsídios tecnológicos para melhorar os tratamentos termomecânicos, visando a melhor compreensão das relações entre composição, microestrutura e propriedades do aço ABNT-1450 Nb. Diversas peças para a indústria automobilística, como: bielas, árvores de manivelas, portes de suspensões, barras de conexões, eixos, pequenas engrenagens, entre outras peças forjadas a quente em matrizes fechadas na condição bruto de forja, são produzidas com as barras de aços microligados ao nióbio. O interesse em se desenvolver ligas que utilizam o nióbio para o Brasil é grande, pois possuímos 90% das reservas de nióbio no mundo. O uso destes aços microligados ao nióbio dispensa os caros tratamentos térmicos de têmpera e revenido, com redução do custo de processamento. Embora as aplicações destes aços tenham crescido bastante nos últimos anos, os efeitos do nióbio na microestrutura e propriedade destes ainda não são bem conhecidos, e isto, às vezes, é uma barreira à aplicação mais intensiva dos mesmos. Assim a proposta para este trabalho seria: a) identificar, usando o microscópio de estágio a quente, a temperatura na qual ocorre a solubilização dos precipitados que controlam o crescimento de grãos austeníticos e acompanhar passo a passo a cinética de crescimento de grão; b) com o microscópio de força atômica, documentar as microestruturas do aço e medir o ângulo dos contornos de grão para averiguar experimentalmente, os modelamentos matemáticos de tamanho de grão máximo a ser atingido durante o processo de aquecimento; c) traçar o diagrama CCT (transformação por resfriamento contínuo) do aço ABNT 1450 Nb e documentar todas as microestruturas possíveis de serem obtidas para este material, bem como o efeito do nióbio nas microestruturas resultantes da decomposição da austenita; d) correlacionar as velocidades de resfriamento das curvas, \"CCT\", com o ensaio de temperabilidade Jominy, para ) obter a relação distância em polegada com velocidade equivalente (estudo do efeito massa) do aço ABNT 1450 Nb; e) identificar e quantificar a percentagem de perlita e ferrita nas microestruturas de vários pontos de uma peça forjada com o aço ABNT 1450 Nb. Todo estudo visa gerar subsídios ao projeto de um componente mecânico (biela) forjado, utilizando o aço ABNT 1450 Nb, fornecendo as interpretações das várias microestruturas possíveis de serem obtidas e sugerindo o melhor ciclo térmico para se obter uma microestrutura perlita e ferrita após o forjamento da mesma, levando em consideração o efeito massa da peça. / The aim of this research is to obtain technological subsidies to improve the thermomechanical treatments and the better relationships between chemical composition, microstructure and properties af ABNT 1450 Nb steel. Different parts of the automobile industry like a connecting rod, coupling arbor, wheel suspension, axis, connections bars, small gear and the other hot forged parts produced in closed dies at the as forged condition are manufactured from bars of micro alloy Nb steel. The concern in developing alloys added by Nb in Brazil is enormous, because we own 90% of Nb reserves in the word. The advantages of using these steels is the reduction of the costs procedures, because the expensive stage of quench and temper heat treatments is not necessary. Recently, the uses of these steels are growing, but the knowledge about the effects of Nb in the microstructures and properties is small. For this reason, its applications can be considered still limited. The proposal of this work is: a) to identify through the use of the hot-stage microscope, the solubilization temperature of the precipitates that controls the austenitic grain growth and the kinetic behaviour as well. b) Using the atomic force microscape, to verify the microstructure of the steel and to measure the angle between the grain boundaries to check by the experiments, the mathematical modelling of the maximum grain growth reached along the heating process. c) To delineate the CCT diagram (Continuous Cooling Transformation) of ABNT 1450 Nb steel and the microstructures resulted from the austenite decomposition. d) To determine the correspondence between the cooling rate of CCT curves and the Jominy hardenability tests. e) To identify and determine the percentage of pearlite and ferrite in different points of the microstruture of the ABNT 1450 Nb forged part. The reason for this study is to assist a project of a forged mechanical component (conecting rod) of ABNT 1450 Nb steel, analysing the various microstructures and suggesting the best thermal cycle composed of pearlite and ferrite in its microstructures after the forging operation.

Este trabalho tem como objetivo buscar subsídios tecnológicos para melhorar os tratamentos termomecânicos, visando a melhor compreensão das relações entre composição, microestrutura e propriedades do aço ABNT-1450 Nb. Diversas peças para a indústria automobilística, como: bielas, árvores de manivelas, portes de suspensões, barras de conexões, eixos, pequenas engrenagens, entre outras peças forjadas a quente em matrizes fechadas na condição bruto de forja, são produzidas com as barras de aços microligados ao nióbio. O interesse em se desenvolver ligas que utilizam o nióbio para o Brasil é grande, pois possuímos 90% das reservas de nióbio no mundo. O uso destes aços microligados ao nióbio dispensa os caros tratamentos térmicos de têmpera e revenido, com redução do custo de processamento. Embora as aplicações destes aços tenham crescido bastante nos últimos anos, os efeitos do nióbio na microestrutura e propriedade destes ainda não são bem conhecidos, e isto, às vezes, é uma barreira à aplicação mais intensiva dos mesmos. Assim a proposta para este trabalho seria: a) identificar, usando o microscópio de estágio a quente, a temperatura na qual ocorre a solubilização dos precipitados que controlam o crescimento de grãos austeníticos e acompanhar passo a passo a cinética de crescimento de grão; b) com o microscópio de força atômica, documentar as microestruturas do aço e medir o ângulo dos contornos de grão para averiguar experimentalmente, os modelamentos matemáticos de tamanho de grão máximo a ser atingido durante o processo de aquecimento; c) traçar o diagrama CCT (transformação por resfriamento contínuo) do aço ABNT 1450 Nb e documentar todas as microestruturas possíveis de serem obtidas para este material, bem como o efeito do nióbio nas microestruturas resultantes da decomposição da austenita; d) correlacionar as velocidades de resfriamento das curvas, \"CCT\", com o ensaio de temperabilidade Jominy, para ) obter a relação distância em polegada com velocidade equivalente (estudo do efeito massa) do aço ABNT 1450 Nb; e) identificar e quantificar a percentagem de perlita e ferrita nas microestruturas de vários pontos de uma peça forjada com o aço ABNT 1450 Nb. Todo estudo visa gerar subsídios ao projeto de um componente mecânico (biela) forjado, utilizando o aço ABNT 1450 Nb, fornecendo as interpretações das várias microestruturas possíveis de serem obtidas e sugerindo o melhor ciclo térmico para se obter uma microestrutura perlita e ferrita após o forjamento da mesma, levando em consideração o efeito massa da peça. / The aim of this research is to obtain technological subsidies to improve the thermomechanical treatments and the better relationships between chemical composition, microstructure and properties af ABNT 1450 Nb steel. Different parts of the automobile industry like a connecting rod, coupling arbor, wheel suspension, axis, connections bars, small gear and the other hot forged parts produced in closed dies at the as forged condition are manufactured from bars of micro alloy Nb steel. The concern in developing alloys added by Nb in Brazil is enormous, because we own 90% of Nb reserves in the word. The advantages of using these steels is the reduction of the costs procedures, because the expensive stage of quench and temper heat treatments is not necessary. Recently, the uses of these steels are growing, but the knowledge about the effects of Nb in the microstructures and properties is small. For this reason, its applications can be considered still limited. The proposal of this work is: a) to identify through the use of the hot-stage microscope, the solubilization temperature of the precipitates that controls the austenitic grain growth and the kinetic behaviour as well. b) Using the atomic force microscape, to verify the microstructure of the steel and to measure the angle between the grain boundaries to check by the experiments, the mathematical modelling of the maximum grain growth reached along the heating process. c) To delineate the CCT diagram (Continuous Cooling Transformation) of ABNT 1450 Nb steel and the microstructures resulted from the austenite decomposition. d) To determine the correspondence between the cooling rate of CCT curves and the Jominy hardenability tests. e) To identify and determine the percentage of pearlite and ferrite in different points of the microstruture of the ABNT 1450 Nb forged part. The reason for this study is to assist a project of a forged mechanical component (conecting rod) of ABNT 1450 Nb steel, analysing the various microstructures and suggesting the best thermal cycle composed of pearlite and ferrite in its microstructures after the forging operation.

This thesis deals with the increased efficiency of photovoltaic panels (PVs) through cooling the cells by geothermal energy and water heating. Initially, a photovoltaic modeling is made proposing an equation to obtain the maximum power point considering the variations of solar radiation and cell temperature. Initially, it is proposed a PV modeling for obtaining the maximum power point (MPP) as a function of solar radiation and temperature of the cells by the PV 5-parameter model. Thus, the determination of the PV MPP, which depends only on the internal parameters, can be made with greater precision. Water circulation by a pipe that passes through the thermal reservoir is used to cool the PV. This is complemented by cooling hoses buried underground to exchange geothermal avoiding the saturation of the heat exchange between PV and water circulation, increasing the PV efficiency. After studies on the constitution of the soil, the technical characteristics of the tubes for circulating water, hydraulic pump and heat exchanger installed after PV, economic analysis and a set of two PVs were mounted with and without the heat exchangers to verify the gains in power and performance. The experiments were made with two PVs operating in MPP, proving that the MPP and the performance increase with decreasing temperature as the modeling performed. During the experiments, the underground temperature varied slightly, avoiding the heat exchange saturation. The main contributions include the PV modeling to obtain the MPP with a single iteration, the use of geothermal energy without heat pump and residential heat load reduction by use of heated water circulation in PVs. / Esta dissertação trata do aumento da eficiência de painéis fotovoltaicos (PVs) através do esfriamento das células por energia geotérmica e aquecimento de água. Inicialmente, é proposto um equacionamento para obtenção do ponto de máxima potência (MPP) de PVs em função da radiação solar e da temperatura das células, considerando o modelo PV de cinco parâmetros. Assim, a determinação do MPP, que depende somente dos parâmetros internos, pode ser feita com maior precisão. Para esfriar o PV, utilizou-se a circulação de água numa canalização que passa por reservatório térmico. Este esfriamento é complementado por mangueiras enterradas no subsolo para troca de energia geotérmica evitando a saturação da troca de calor entre PV e água de circulação, aumentando a eficiência do PV. Após estudos sobre a constituição do solo, características técnicas dos tubos para a circulação de água, bomba hidráulica e trocadores de calor instalados atrás do PV, foi feita a análise econômica e montagem de um sistema com dois PVs, sendo um deles em conjunto com os trocadores de calor e outro sem para verificar os ganhos de potência e rendimento. Experimentos foram realizados com os dois PVs operando em MPP, onde se comprova que o MPP e o rendimento aumentam com a diminuição da temperatura conforme a modelagem realizada. Durante os experimentos, o subsolo sofreu pouca variação térmica de modo a evitar a saturação da troca de calor. Dentre as principais contribuições destacam-se a modelagem para obtenção do MPP de PVs com uma única iteração, viabilização do uso de energia geotérmica sem bombeamento de calor e redução de carga térmica residencial pelo aproveitamento da água aquecida no PV.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HidalynTC_TESE.pdf: 3025002 bytes, checksum: 560b594294d11c4905312394b1d53359 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / We investigate the cosmology of the vacuum energy decaying into cold dark matter according to thermodynamics description of Alcaniz & Lima. We apply this model to analyze the evolution of primordial density perturbations in the matter that gave rise to the first generation of structures bounded by gravity in the Universe, called Population III Objects. The analysis of the dynamics of those systems will involve the calculation of a differential equation system governing the evolution of perturbations to the case of two coupled fluids (dark matter and baryonic matter), modeled with a Top-Hat profile based in the perturbation of the hydrodynamics equations, an efficient analytical tool to study the properties of dark energy models such as the behavior of the linear growth factor and the linear growth index, physical quantities closely related to the fields of peculiar velocities at any time, for different models of dark energy. The properties and the dynamics of current Universe are analyzed through the exact analytical form of the linear growth factor of density fluctuations, taking into account the influence of several physical cooling mechanisms acting on the density fluctuations of the baryonic component of matter during the evolution of the clouds of matter, studied from the primordial hydrogen recombination. This study is naturally extended to more general models of dark energy with constant equation of state parameter in a flat Universe / Investigamos a cosmologia da energia do v?cuo decaindo em mat?ria escura fria de acordo com a descri??o termodin?mica de Alcaniz & Lima. Aplicamos esse modelo na an?lise da evolu??o de perturba??es de densidade primordiais na mat?ria que deram origem a primeira gera??o de estruturas ligadas pela gravidade no Universo, os chamados Objetos da Popula??o III. A an?lise da din?mica desses sistemas envolver? o c?lculo de um sistema de equa??es diferenciais que governam a evolu??o de perturba??es para o caso de dois fluidos acoplados (mat?ria escura e mat?ria bari?nica), modelados com um perfil Top-Hat baseado na perturba??o das equa??es da hidrodin?mica, uma ferramenta anal?tica eficiente para estudar as propriedades dos modelos de energia escura, como o comportamento do fator de crescimento linear e o ?ndice de crescimento, grandezas f?sicas intimamente relacionadas aos campos de velocidades peculiares em qualquer ?poca, para diferentes modelos de energia escura. As propriedades e a din?mica do Universo atual s?o analisadas atrav?s da forma anal?tica exata do fator de crescimento linear de flutua??es de densidade, levando em considera??o a influ?ncia de v?rios mecanismos f?sicos de esfriamento atuando sobre as flutua??es de densidade da componente bari?nica da mat?ria durante a evolu??o das nuvens de mat?ria, estudadas desde a recombina??o primordial do hidrog?nio. Esse estudo ? naturalmente estendido aos modelos mais gerais de energia escura com o par?metro da equa??o de estado constante em um Universo plano