Consideram-se neste trabalho seções bidimensionais oscilando em balanço. Adotam-se modelos representativos do movimento segundo este único grau de liberdade. Estimam-se os parâmetros de inércia e de amortecimento hidrodinâmicos por meio de experimentos de decaimento. Simulações numéricas incorporando os parâmetros estimados experimentalmente, bem como previsões empíricas de resultados da literatura, são confrontadas à registros experimentais para verificação da adequação das previsões, e para avaliação da adequação dos modelos à representação da dinâmica da oscilação. Com a metodologia de análise escolhida, avalia-se a influência de determinados parâmetros sobre as propriedades hidrodinâmicas; consideram-se variações: de proporções da seção, de posição vertical do centro de massa, de inércia própria em balanço, de forma do bojo, e quanto a presença de bolina e suas proporções. Também é considerada a influência do ângulo inicial de banda nas propriedades hidrodinâmicas, bem como a participação da energia irradiada pela onda na energia acumulada pelo sistema anterior ao início do movimento. Os elementos anteriores levam à proposição de orientações para avaliação da influência das propriedades geométricas e inerciais no comportamento do casco em balanço. / The scope of this work is the verification of hydrodynamic properties of two dimensional rolling sections. Analytical models of a single degree-of-freedom movement are adopted. The added inertia and damping are estimated by free decay tests. Numerical simulations with the obtained experimental parameters as well as empirical literature results are compared to the data tests in order to verify the adequacy of the procedures. With the chosen method of analysis, the influence of the hydrodynamic parameters are verified. The following parameters are considered: the beam draft ratio, vertical position of center of gravity, moment inertia, bilge shape and the addition or not of bilge keels. The initial angle of roll is also considered as well as the transport of the energy accumulated before the decay by the wave generated by the movement of the model. These elements lead to the proposition of orientations for the verification of the influence of geometric and inertial properties in the behave of rolling two-dimensional sections.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-03-12T18:36:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Condições de Contorno em SPH.pdf: 3948796 bytes, checksum: 56af592704db440fbf4865e764d28120 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-12T18:36:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Condições de Contorno em SPH.pdf: 3948796 bytes, checksum: 56af592704db440fbf4865e764d28120 (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / CAPES / Nesta dissertação será apresentado o método SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics, - em português, Hidrodinâmica da Partícula Suavizada, um método sem malhas baseado em distribuições de partículas. O método foi inicialmente desenvolvido, em 1988, para simulações de sistemas astronômicos, onde as grandezas envolvidas sofrem variações bruscas e e grandes. Seus criadores desejavam um método que fosse fácil de se trabalhar e que, em contrapartida, fornecesse uma precisão coerente. O SPH é muito utilizado em aplicações em sistemas fluidos ou granulares, mas nada impede, e muito tem sido feito, de se aplicar a sistemas sólidos e de alta viscosidade. O SPH, em comparação com, por exemplo, Método do Elemento Finito, apresenta a grande vantagem de não sofrer com as grandes deformaç oes, em virtude de sua natureza particular. Neste trabalho estabeleceremos os fundamentos matemáticos que são a essência método. Serão exibidas algumas de suas aplicações e discutidas as principais condições de contorno utilizadas pelos pesquisadores da área, bem como proposta uma condição funcional que será simulada. Por fim, os resultados serão comparados com alguns outros trabalhos desenvolvidos por outros pesquisadores na área. / The SPH- Smoothed Particle Hydrodynamics-, in portuguese, Hidrodinâmica da Partícula Suavizada, will be presented. It is a meshless method based on particles distributions. The method was initially developed in 1988 for simulations of astronomical systems, where the quantities involved suffer abrupt and large variations. Its creators wanted a method that was easy to work with and, on the counterpart, would give a coherent precision. The SPH is mainly applied to fluid or granular systems but can be applied to solid or high viscous systems. The SPH method in comparison, for example, to Finite Element Method, shows a great advantage once do not have the problem when treating large deformations, in virtue of his particular nature. In this dissertation will be presented the mathematical foundations that are the essence of the method. It will be exhibited some of their applications and some of the major boundary conditions used by the researchers in the subject. It will be also proposed a functional condition to be simulated. Finely, the results will be compared to some other simulations developed by researchers in this area.

O presente estudo teve como objetivo principal identificar as condições necessárias para a formação de lodo granular aeróbio em um reator de bateladas sequenciais, desenvolvendo uma estratégia de partida para obter a granulação e também avaliando as propriedades morfológicas do lodo formado. Ao longo da pesquisa, também foram avaliados os resultados que podem ser alcançados mediante a aplicação deste tipo de tratamento para esgoto universitário, em termos de remoção de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo. Dividiu-se a pesquisa em duas fases, onde na primeira, desenvolvida no Laboratório de Saneamento da Escola Politécnica, utilizou-se um reator em escala de bancada e na segunda, desenvolvida no Centro Tecnológico de Hidráulica, um reator em escala piloto, ambos operando em bateladas sequenciais e com uma mesma razão altura diâmetro (H/D) de aproximadamente 10. Ambas as fases foram divididas em cinco etapas, cujo critério de divisão foi a redução progressiva do tempo de sedimentação do ciclo da batelada, inicialmente em 30 minutos, na etapa 1, e 5 minutos na etapa 10. Primeiramente, foi operado o reator de bancada por 330 dias, onde alimentou-se o sistema com efluente sintético. Em seguida, o reator piloto foi operado também por aproximadamente 330 dias, o qual foi alimentado com esgoto universitário. A pesquisa pode ser caracterizada como um período de partida para ambas as fases, onde não se obteve uma operação estável dos reatores, não sendo possível atingir um regime estacionário, uma vez que não foi realizado descarte de lodo intencional, devido à alta perda de sólidos com o efluente tratado ao final de cada ciclo. Os resultados mostraram que é possível obter a granulação aeróbia, indicando que as condições essenciais são a hidrodinâmica do reator, ou seja, a forte aeração gerando uma alta força de cisalhamento sobre as partículas e a alimentação de efluente pelo fundo do reator, fazendo com que este escoe em contato com o lodo em um ambiente anaeróbio. A estratégia operacional que envolve redução progressiva do período disponibilizado para a sedimentação do lodo contribui para aumentar a porção de biomassa granular dentro do sistema e assim favorecendo o desenvolvimento e crescimento das partículas granulares maiores e mais pesadas. No final da Etapa I foi pela primeira vez observada à presença de partículas granulares. A morfologia dos grânulos foi avaliada em termos do diâmetro de Feret e circularidade das partículas presentes. Outras propriedades do lodo foram avaliadas, como os índices volumétricos de lodo, sólidos sedimentáveis, as propriedades de remoção de carga orgânica e nutrientes. Os valores de Índice Volumétrico de Lodos (IVL) observados ficaram na faixa tipicamente observada para lodo floculento de boa sedimentabilidade. Ocorreram boas remoções de carga orgânica (DBO solúvel de 87% e DQO solúvel de 82%), assim como a eficiência de remoção de amônia, cuja média na fase I foi de 68%. Também ocorreu desnitrificação, com valores de nitrito e nitrato no efluente tratado com médias de 2,62 e 3,26 mg/L respectivamente. A remoção de fósforo foi avaliada em termos de fósforo solúvel, onde a eficiência média obtida foi de 41%. Observaram-se grânulos cujos diâmetros médios ficaram em torno de 0,3 mm, sendo que a média dos valores máximos de cada Etapa da Fase I foi de 2,3 mm. Com aproximadamente 250 dias de operação surgiram organismos filamentosos aderidos às superfícies dos grânulos formados. O crescimento de tais organismos foi progressivo, primeiramente refletindo na queda do coeficiente de circularidade dos grânulos, conferindo forma mais irregular aos mesmos e depois levando à finalização da operação do reator de bancada aos 330 dias, quando a proliferação acentuada de filamentosos resultou na quebra dos grânulos e desaparecimento destes. Na fase II, operou-se o reator em escala piloto por aproximadamente 330 dias. Nesta fase da pesquisa aplicou-se um fator de carga volumétrica e uma relação alimento-microrganismos menor do que na Fase I, contudo também foi possível observar o início do processo de granulação ainda sob tempos de sedimentação elevados (25 minutos), sendo que a granulação evoluiu ao longo da operação do reator, onde realizou-se a redução progressiva do período de sedimentação do ciclo da batelada. Os diâmetros médios dos grânulos, durante todo esse período, foram de 0,8 mm, sendo que a média dos diâmetros máximos de cada Etapa da Fase II foi de 4,8 mm. Os valores de índice volumétrico de lodo foram baixos, mostrando evolução do processo de granulação, contudo ainda na faixa considerada para lodo floculento, evidenciando ainda a presença de uma parcela considerável da biomassa na forma de flocos. Os resultados obtidos para as velocidades de sedimentação por zona também levaram à mesma conclusão. As propriedades de tratamento do lodo foram monitoradas e os resultados mostraram uma remoção de carga de 91% para DBO solúvel e 88% para DQO solúvel. A remoção de amônia apresentou eficiência média para o período de 50% e a remoção de nitrogênio kjeldahl total foi de 52%. Observaram-se valores baixos de nitritos e nitratos ao longo de toda a segunda fase, indicando a ocorrência de desnitrificação. As remoções de fósforo total e solúvel apresentaram média para o período de 75% e 76%, respectivamente. Não ocorreu proliferação de organismos filamentosos durante a operação do reator piloto. / The present study\'s main objective was to identify the necessary conditions for the formation of aerobic granular sludge in a sequential batch reactor, developing a starting strategy to obtain granulation and also evaluating the morphological properties of the formed sludge. It was also evaluated the aerobic sludge\'s treatment properties in terms of organic matter, nitrogen and phosphorus removal, the main contaminants present in the low strength wastewater fed to the reactor. The research was divided into two phases, where the first one a bench scale reactor was operated and a second one where a pilot scale reactor was used, both in sequential batch mode and with the same height diameter ratio (H/D) ratio of approximately 10. Phase I, (bench scale reactor) lasted for 330 days, and the system was fed with synthetic effluent. Then the pilot reactor was also operated for about 330 days (Phase II), which was fed with low strength wastewater. The research can be characterized as a start-up period for both phases, where a steady state for the reactor was not obtained, once no intentional sludge discharge was performed and an increased suspended solids concentration was observed in the effluent withdrawn at the end of each cycle during all the survey. The results showed that the essential conditions to obtain aerobic granulation are the hydrodynamics/flow patterns inside the reactor, that is, the strong aeration generating a high shear force over the particles surface and the plug flow effluent feed from the bottom of the reactor, in an anaerobic environment. The operational strategy that involves progressive reduction of the batch settling period creates a selective pressure that increases the portion of granular biomass within the system and thus favoring the development and growth of larger and heavier granular particles. At the end of phase I the presence of granular particles was observed for the first time. The morphology of the granules was evaluated in terms of the Feret\'s diameter and the circularity coefficient from the particles present in the sludge. Other properties of the sludge were evaluated, such as the sludge volumetric index, settleable solids and organic load and nutrient removal capacities. The observed values of SVI remained within a range typically correlated for flocculent sludge with good settling properties. Satisfactory organic load removal (87% soluble BOD and 82% soluble COD) was observed, as well as ammonia removal, which average value was around 68%. Denitrification also occurred, once nitrite and nitrate values in the treated effluent were low throughout the bench reactor operation. The removal of phosphorus was evaluated in terms of soluble phosphorus, where the average removal efficiency obtained was 41%. The granules average Feret\'s diameter for all this period was 0.3 mm and the average maximum value for all the stages of the first phase was 2.3 mm. With approximately 250 days of operation, filamentous organisms appeared adhered to the formed granules surfaces. The growth of these organisms was progressive, firstly reflecting in the drop of the circularity coefficient, resulting in a more irregular shape of the granules surface and then leading to the reactor\'s failure at 330 days of operation, when the filamentous overgrowth resulted in the granules breaking and disappearance. In phase II a pilot scale reactor was operated for approximately 330 days. In this phase, a lower volumetric loading factor and food to microorganism feed ratio were applied, compared to Phase I. However, it was also possible to observe the beginning of the granulation process still under high settling periods (25 minutes), with development of the granulation process throughout Phase II, using the same strategy based on the progressive reduction of the batch settling interval. The average Feret\'s diameter during this whole period was 0.8 mm, and the average maximum value for all the stages of the second phase was 4.8 mm. The values of sludge volumetric index decreased indicating evolution of the granulation process, yet still in the range considered for flocculent sludge, evidencing also the presence of a considerable amount of flocculant biomass. The results obtained for settling velocities also led to the same conclusion. The sludge treatment properties were monitored, and the results showed a 91% removal efficiency for soluble BOD and 88% removal efficiency for soluble COD. The average ammonia removal efficiency for the period was 50% and the average total kjeldahl nitrogen removal of 52%. Low nitrite and nitrate values were observed throughout the second phase in the treated effluent, indicating the occurrence of denitrification. The average total and soluble phosphorus removal for the period was 75% and 76%, respectively. No filamentous overgrowth was observed during the pilot reactor operation.

O presente trabalho aborda a modelagem unidimensional do regime misto de lubrificação para problemas caracterizados por condições genéricas de carga, velocidade e geometria. Tal modelagem foi desenvolvida a partir de modelos clássicos, tais como a equação de Reynolds relacionada com os fenômenos hidrodinâmicos, e as formulações de Greenwood & Williamson e Greenwood & Tripp utilizadas na descrição do contato de asperezas entre superfícies rugosas. A cavitação do fluido lubrificante foi considerada através dos modelos tradicionais de half-Sommerfeld e Swift-Steiber (Reynolds). Com relação à reologia do lubrificante, as possíveis variações de viscosidade devidas ao próprio campo de pressões hidrodinâmicas e às altas taxas de cisalhamento do fluido (\"shear-thinning\") foram também contempladas na modelagem proposta. Adicionalmente, quatro filtros não convencionais de rugosidade foram propostos e implementados com o objetivo de eliminar as distorções verificadas na definição do plano (ou linha) médio(a) de referência em topografias caracterizadas pela presença de vales profundos, tais como as obtidas após a aplicação da técnica de texturização a laser (LST). A definição adequada desse plano (ou linha) médio(a) de referência é imprescindível para a correta determinação dos parâmetros necessários para a utilização dos modelos de contato de Greenwood a partir das metodologias consideradas neste trabalho. Toda a modelagem unidimensional foi implementada em um programa computacional denominado VTL (\"Virtual Tribology Laboratory\"), cujo código fonte está disponível para qualquer usuário interessado em realizar simulações envolvendo sistemas lubrificados caracterizados por perfis com geometrias genéricas. A validação da modelagem unidimensional proposta foi verificada utilizando os resultados experimentais de um teste de atrito com movimento alternado (\"reciprocating test\") publicado na literatura. Como resultado, a correlação experimental dos resultados calculados com o programa VTL foi excelente. O programa VTL foi também utilizado para verificar a possibilidade da redução de atrito em sistemas lubrificados envolvendo superfícies planas texturizadas, como as obtidas utilizando a técnica de texturização a laser (LST). Devido à limitação unidimensional da modelagem proposta, as fileiras ortogonais de 7 micro-cavidades foram aproximadas como sendo ranhuras (\"grooves\") de dimensões fixas. Para tais situações, apesar da limitação comentada acima, a modelagem unidimensional proposta pode ser utilizada para analisar qualitativamente o mecanismo de micro-mancais responsável pela geração de pressão hidrodinâmica entre superfícies paralelas caracterizadas por esse tipo de micro-texturas. / This dissertation focuses on one dimensional modelling of the mixed lubrication regime for problems with general conditions of load, velocity and geometry. Such modelling was based on classical models, such as the Reynolds equation related to the hydrodynamic phenomena, and the Greenwood & Williamson and Greenwood & Tripp formulations for the description of the asperity contact between rough surfaces. Cavitation of the lubricant was considered adopting the well-known half-Sommerfeld and Swift-Steiber (Reynolds) models. As for the lubricant rheology, the viscosity-pressure dependence and viscosity-shear-thinning effects were considered. Furthermore, four non-conventional roughness filters were conceived and implemented in order to eliminate the distortions observed on the definition of the reference mean plane (or line) of topographies (or profiles) with deep valleys, such as those obtained with the laser surface texturing (LST) technique. The proper definition of the reference plane (or line) is indispensable for the calculation of the Greenwood\'s contact parameters according to the methodologies used in this work. The complete one dimensional modelling proposed was implemented as a computational program named Virtual Tribology Laboratory (VTL), an open source code available for any user interested in performing simulations of lubricated systems with generic profiles. In order to validate the one dimensional model, experimental results of a frictional reciprocating test published in the literature were considered for comparison. The correlations between the experimental and simulated results calculated with VTL were excellent. Simulations using the VTL program were also performed in order to evaluate the friction reduction potentialities of textured surfaces (LST). Due to the one dimensional model limitations, grooves were considered instead of micro-cavities (dimples). In such scenery, regardless the above mentioned limitations, the one dimensional modelling proposed yielded good qualitative descriptions of the micro-bearing mechanism that generates hydrodynamic load carrying capacity between parallel textured surfaces.

Este trabalho apresenta um sistema para a geração, captura e processamento de imagens de escoamentos hidrodinâmicos ao redor de corpos rígidos, visando a determinação quantitativa e qualitativa de suas propriedades. Para a geração das imagens, construiu-se um túnel hidrodinâmico vertical de baixa turbulência, operado pela ação da gravidade, no interior do qual escoamentos ao redor de diferentes modelos podem ser obtidos. Para a visualização dos escoamentos, optou-se pelo emprego da técnica de injeção de corantes líquidos, através de longas agulhas hipodérmicas instaladas a montante do modelo ensaiado. As imagens assim geradas foram capturadas em película química fotossensível ou em fita magnética, conforme o tipo de ensaio realizado. Informações qualitativas sobre diferentes tipos de escoamentos externos foram obtidas mediante a análise de imagens estáticas, permitindo identificar a estrutura do escoamento em função do número de Reynolds. Medidas do comprimento da região de recirculação e das distâncias entre vórtices em uma esteira turbilhonária a jusante de um cilindro circular foram, também, realizadas, por meio da interpretação de imagens estáticas processadas digitalmente. Dados quantitativos dos escoamentos estudados foram obtidos por contagem de fotogramas, cuja identificação é obtida por meio de uma nova técnica de geração do código de tempo por superposição de imagens - denominada SITC (Superimposed Image Time Coding) - desenvolvida no âmbito deste trabalho. Mais especificamente, este método foi utilizado na análise do escoamento ao redor de quatro diferentes geometrias - perfil cilíndrico (Re<590), quadrado (Re<1200), elíptico de razão de raios de 0,6 (Re<4000) e retangular de razão de aspecto de 1/16 (Re<1500), para os quais foram determinados os número de Strouhal em função do número de Reynolds. Este método foi empregado, ainda, na obtenção da velocidade de propagação de vórtices na esteira de von Kármán produzida por um cilindro circular. Sempre que possível, os resultados obtidos foram confrontados com dados de outros autores - obtidos numericamente ou por diferentes métodos experimentais - revelando boa concordância. Esta constatação, além de assegurar a validade dos resultados apresentados no contexto deste trabalho, comprova o valor da visualização como ferramenta de análise qualitativa e quantitativa de escoamentos.

Este trabalho tem como objetivo principal o projeto de um servo atuador hidromecânico para aplicação aeronáutica. O servo atuador proposto foi baseado em uma especificação técnica de um servoatuador de aileron da aeronave EMB 145. A partir de um servo atuador proposto foi efetuada a modelagem dinâmica via grafos de ligação (grafos de ligação) e montadas as matrizes da descrição no espaço de estado para posterior análise dinâmica linear. A partir do grafo de ligação também obteve-se as equações necessárias para análise dinâmica não linear. Com o dimensionamento estático das partes principais obteve-se os dados necessários para simulação linear e não linear. Quando da simulação não linear, incorporou-se no modelo várias não linearidades tais como: variação dos diâmetro dos orifícios de controle, atrito de Coulomb, efeito de travamento hidráulico e folgas devido ao desgaste ou de ajuste de peças (backlash). Finalmente os itens principais (servo válvula, atuador, alavanca de comando/realimentação) e seus acessórios (válvula by-pass, válvula solenóide, válvula unidirecional, válvula anti-cavitação, filtro) foram desenhados utilizando-se CAD. Um esquema completo do servo atuador com seus componentes também é mostrado.

A modelagem matemática do escoamento em duas dimensões é uma ferramenta importante para a pesquisa hidráulica e o desenvolvimento de projetos. Nesta dissertação é apresentado um estudo da hidrodinâmica bidimensional através de modelos matemáticos, sendo inicialmente introduzidas as equações básicas da mecânica dos fluídos que regem o movimento em duas direções. Em seguida são discutidas alguns modelos apresentados pela bibliografia, de onde podem ser obtidas valiosas informações sobre a técnica de modelação. Após a apresentação do método das diferenças finitas, um modelo matemático implícito é proposto para a aplicação em estudos bidimensionais onde é necessário o cálculo detalhado do campo de velocidades, evitando-se as restrições devido a estabilidade e acuracidade do método de diferenças. Como conclusão, são apresentados alguns exemplos de aplicação e comparações dos resultados com outros modelos. / Numerical modelling of two-dimensional flow is very important as a tool for hydraulic research and design. This work starts with a review of basic fluid mechanics equations of the wave motion in two-directions. Then some aspects of models proposed by several authors are discussed. The Finite Diference method is presented and na implicit model is proposed for aplication in detailed studies. The stability and acuraccy are investigated to recognize the range of model aplication. Some practical examples and comparisons are shown to test model capabilities.

Submitted by FERNANDA DA SILVA VON PORSTER (fdsvporster@univates.br) on 2014-05-08T17:53:58Z No. of bitstreams: 3 FernandoLoch.pdf: 1570221 bytes, checksum: bde9cfad3d4ce05220ac50cf174cd765 (MD5) license_text: 21798 bytes, checksum: 54220ed38777a85ed971f5b7600cee2b (MD5) license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Lisboa Monteiro (monteiro@univates.br) on 2014-05-13T12:49:42Z (GMT) No. of bitstreams: 3 FernandoLoch.pdf: 1570221 bytes, checksum: bde9cfad3d4ce05220ac50cf174cd765 (MD5) license_text: 21798 bytes, checksum: 54220ed38777a85ed971f5b7600cee2b (MD5) license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-13T12:49:42Z (GMT). No. of bitstreams: 3 FernandoLoch.pdf: 1570221 bytes, checksum: bde9cfad3d4ce05220ac50cf174cd765 (MD5) license_text: 21798 bytes, checksum: 54220ed38777a85ed971f5b7600cee2b (MD5) license_rdf: 23748 bytes, checksum: b92763cfc0af52c7c868455edfaf3266 (MD5) / Este trabalho consiste na análise de três configurações de reatores fotoquímicos aplicados a processos oxidativos avançados através do processo UV/H2O2. As configurações desses reatores foram analisadas em três vazões diferentes, 20 L h-1, 25 L h-1 e 30 L h-1. Foram realizadas avaliações hidrodinâmicas através da passagem em fluxo conforme as vazões mencionadas de uma solução 5% de traçador, de corante vermelho Bordeaux, que permitiu construir as curvas de distribuição do tempo de residência (DTR) para cada reator. A análise dessas curvas trazem informações importantes quanto ao funcionamento dos reatores, mostrando as limitações de cada configuração, seja por zonas mortas ou dispersões em seu interior. Foram analisadas a descoloração do efluente estudado, efluente sintético com base em seis corantes alimetícios, Corante Amarelo Tartrazina (CI 19140), Corante Amarelo Crepúsculo (CI 15985), Corante Vermelho Bordeaux FCF (CI 42090), Corante Eritrosina (CI 45430), Corante Azul Indigotina (CI 73015) e Corante Azul Brilhante FCF (CI42090). Nessa fase do estudo possibilitou-se uma análise da eficiência qualitativa do sistema, mostrando a remoção de cor em cada uma das configurações de reatores de onde obteve-se valores de 100% nos reatores R2 e R3, no 3º e 2º reciclo, respectivamente, o reator R1, apresentou limitações, necessitando de 4 reciclos. Também realizou-se uma análise energética do reator, afim de determinar custos envolvidos nesse tipo de tratamento. Na análise hidrodinâmica teve-se resultados indicando presença de zonas mortas e curto circuitos nos reatores, sendo que, a variação da vazão possibilita um uso mais eficiente de R1 em baixa vazão, R2 em em vazão alta, e R3 em vazão intermediária e alta. A partir do cálculo de EEO, verifica-se que a eficiência dos tratamentos é de aproximadamente (média) 23,843 kWh m-3 para o R1, 25,932 kWh m-3 para o R2 e 22,065 kWh m-3 para o R3.

O presente trabalho investiga a hidrodinâmica do estuário do rio Itajaí-Açu em termos do comportamento da co-oscilação da maré astronômica ao longo do sistema e das trocas estuário-plataforma em baixa freqüência. Dados de nível da água foram coletados em intervalos horários, em quatro estações ao longo do estuário, a 1,5, 18, 35 e 55 km de distância a partir da desembocadura, no período de dezembro de 1999 até dezembro de 2000. Dados de velocidade e direção de correntes foram coletados em intervalos horários através de perfiladores de correntes por efeito Doppler (PACD), sendo um fundeado no baixo estuário, a 3,5 km a montante da desembocadura, e um fundeado na plataforma interna, cerca de 4 km defronte da desembocadura. Os PACDs registraram dados entre outubro de 2002 até abril de 2003. Dados horários de velocidade e direção de ventos foram obtidos com uma estação meteorologia em Itajaí. Dados de descarga fluvial em valores diários foram obtidos para o rio Itajaí-Açu junto a Agência Nacional de Águas. Os dados foram analisados através de analise harmônica de marés e transformada de ondeletas contínua. A interação estuário-plataforma foi investigada em freqüência sub-marea (FSubM), sendo calculado um parâmetro de Fluxo de Troca Estuarino (FTE) para quantificar as trocas. Os resultados mostraram que a co-oscilação da maré no estuário é fortemente modulada pela descarga fluvial. Em condições de alta descarga, a propagação da co-oscilação é fortemente friccional, com atenuação dos constituintes de maré. Em condições de baixa descarga a propagação e não-friccional, ocorrendo até a amplificação de alguns constituintes. Perturbações do nível da água produzidas por marés meteorológicas propagam-se para o interior do estuário sem perda de energia. A análise de ondeletas permitiu observar que a amplificação é maior em períodos de sizígia, enquanto que é insignificante durante períodos de quadratura. Foi possível também observar que deformação da co-oscilação responde rapidamente a elevação da descarga. As trocas estuário-plataforma em FSubM são mais intensas em períodos de baixa descarga, dirigidas primeiramente pela circulação gravitacional. Durante eventos de marés meteorológicas o efeito remoto do vento longitudinal à costa induz a elevação do nível costeiro através do mecanismo de Ekman, e uma das implicações disto é a intensificação da circulação gravitacional estuarina e aumento da FTE. Embora o estuário do rio Itajaí-Açu apresente sua dinâmica fortemente forçada pelos períodos de alta descarga fluvial, durante períodos de baixa descarga, que ocorrem durante a maior parte do tempo, as trocas com a plataforma adjacente são afetadas pelos efeitos remotos do vento. O vento local não apresentou papel relevante. / The present study assessed the hydrodynamics of the Itajaí-Açu river estuary through the investigation of the co-oscillations of the astronomical tide along the system and the investigation of the estuary-shelf exchange at low frequency. Water level data were recorded hourly at four sites along the estuary, at 1.5, 18, 35, and 55 km from the mouth, during the period from December 1999 to December 2000. Current velocity and direction were recorded hourly using acoustic Doppler current profilers (ADCP), moored at the lower estuary, at 3.5 km upstream from the mouth, and at the inner shelf, 4 km offshore in front the mouth. The ADCPs recorded from October 2002 to April 2003. Wind speed and direction were recorded hourly at a meteorological station located at Itajaí. Itajaí-Açu river discharge was obtained with the Brazilian National Water Agency at daily basis. The dataset was analyzed using tidal harmonic analysis and continuous wavelet transform. The estuary-shelf interaction was assessed at subtidal frequency (SubTF), by calculating an Estuarine Exchange Flux (EEF) in order to quantify the exchanges. The results showed that the tidal co-oscillation in the estuary is strongly modulated by river discharge. Under high discharge conditions, the cooscillation is strongly frictional, with attenuation of the tidal contituints. Under low discharge conditions, the propagation is non-frictional, with slightly amplification of some tidal constituents. Sea level perturbations caused by meteorological tides propagates up estuary with no loss of energy. The wavelet analysis allowed to observe that the amplification is higher during spring tide, meawhile is insignificant during neap tides. It was also noticeable that the tidal deformation responds quickly to the increasing of river discharge. The estuary-shelf exchanges at SubTF were intenser at low discharge periods, driven firstly by the gravitational circulation. During meteorological tides events the longshore winds produces the water level rise through the Ekman mechanism, and one implication is the intensification of the gravitational circulation and the EEF. Although the dynamics of the Itajaí-Açu river estuary is strongly forced by events of high river discharge, during the periodos of low river discharge, which lasts for longer times, the exchanges with the inner shelf are affected by remote winds. The local winds play small role in the system.

O presente trabalho aborda a modelagem unidimensional do regime misto de lubrificação para problemas caracterizados por condições genéricas de carga, velocidade e geometria. Tal modelagem foi desenvolvida a partir de modelos clássicos, tais como a equação de Reynolds relacionada com os fenômenos hidrodinâmicos, e as formulações de Greenwood & Williamson e Greenwood & Tripp utilizadas na descrição do contato de asperezas entre superfícies rugosas. A cavitação do fluido lubrificante foi considerada através dos modelos tradicionais de half-Sommerfeld e Swift-Steiber (Reynolds). Com relação à reologia do lubrificante, as possíveis variações de viscosidade devidas ao próprio campo de pressões hidrodinâmicas e às altas taxas de cisalhamento do fluido (\"shear-thinning\") foram também contempladas na modelagem proposta. Adicionalmente, quatro filtros não convencionais de rugosidade foram propostos e implementados com o objetivo de eliminar as distorções verificadas na definição do plano (ou linha) médio(a) de referência em topografias caracterizadas pela presença de vales profundos, tais como as obtidas após a aplicação da técnica de texturização a laser (LST). A definição adequada desse plano (ou linha) médio(a) de referência é imprescindível para a correta determinação dos parâmetros necessários para a utilização dos modelos de contato de Greenwood a partir das metodologias consideradas neste trabalho. Toda a modelagem unidimensional foi implementada em um programa computacional denominado VTL (\"Virtual Tribology Laboratory\"), cujo código fonte está disponível para qualquer usuário interessado em realizar simulações envolvendo sistemas lubrificados caracterizados por perfis com geometrias genéricas. A validação da modelagem unidimensional proposta foi verificada utilizando os resultados experimentais de um teste de atrito com movimento alternado (\"reciprocating test\") publicado na literatura. Como resultado, a correlação experimental dos resultados calculados com o programa VTL foi excelente. O programa VTL foi também utilizado para verificar a possibilidade da redução de atrito em sistemas lubrificados envolvendo superfícies planas texturizadas, como as obtidas utilizando a técnica de texturização a laser (LST). Devido à limitação unidimensional da modelagem proposta, as fileiras ortogonais de 7 micro-cavidades foram aproximadas como sendo ranhuras (\"grooves\") de dimensões fixas. Para tais situações, apesar da limitação comentada acima, a modelagem unidimensional proposta pode ser utilizada para analisar qualitativamente o mecanismo de micro-mancais responsável pela geração de pressão hidrodinâmica entre superfícies paralelas caracterizadas por esse tipo de micro-texturas. / This dissertation focuses on one dimensional modelling of the mixed lubrication regime for problems with general conditions of load, velocity and geometry. Such modelling was based on classical models, such as the Reynolds equation related to the hydrodynamic phenomena, and the Greenwood & Williamson and Greenwood & Tripp formulations for the description of the asperity contact between rough surfaces. Cavitation of the lubricant was considered adopting the well-known half-Sommerfeld and Swift-Steiber (Reynolds) models. As for the lubricant rheology, the viscosity-pressure dependence and viscosity-shear-thinning effects were considered. Furthermore, four non-conventional roughness filters were conceived and implemented in order to eliminate the distortions observed on the definition of the reference mean plane (or line) of topographies (or profiles) with deep valleys, such as those obtained with the laser surface texturing (LST) technique. The proper definition of the reference plane (or line) is indispensable for the calculation of the Greenwood\'s contact parameters according to the methodologies used in this work. The complete one dimensional modelling proposed was implemented as a computational program named Virtual Tribology Laboratory (VTL), an open source code available for any user interested in performing simulations of lubricated systems with generic profiles. In order to validate the one dimensional model, experimental results of a frictional reciprocating test published in the literature were considered for comparison. The correlations between the experimental and simulated results calculated with VTL were excellent. Simulations using the VTL program were also performed in order to evaluate the friction reduction potentialities of textured surfaces (LST). Due to the one dimensional model limitations, grooves were considered instead of micro-cavities (dimples). In such scenery, regardless the above mentioned limitations, the one dimensional modelling proposed yielded good qualitative descriptions of the micro-bearing mechanism that generates hydrodynamic load carrying capacity between parallel textured surfaces.