As equações em versões lineares a não-lineares de Luikov, para transferência simultânea de calor e massa no interior de meios capilares porosos, são analiticamente tratadas através da técnica de transformada integral generalizada. O problema da distribuição de temperatura e umidade durante a secagem de contato de uma placa úmida porosa é considerado para desenvolvimento da presente metodologia aplicada ao caso linear, enquanto a secagem de uma placa úmida porosa sujeita a troca de calor combinada convecção/radiação no contorno é tomada como modelo para estudo do caso não-linear. Em ambos os casos as propriedades termofísicas são consideradas constantes. Evita-se completamente a adoção de um problema auxiliar acoplado, tendo em vista a possibilidade de ocorrência de autovalores complexos e, como alternativa, escolhem-se dois problemas de autovalor desacoplados para temperatura e umidade, que são do tipo Sturm-Liouville convencionais. Para efeito de implementação computacional, para uma dada precisão requerida, trunca-se a uma ordem finita o sistema diferencial ordinário obtido pela técnica da transformada integral, resolvendo-se analítica ou numericamente este problema de valor inicial através do uso de subrotinas bem estabelecidas de bibliotecas matemáticas disponíveis. Obtém-se um conjunto de resultados de referência que é criticamente comparado com soluções anteriormente publicadas. Avalia-se também a influência dos parâmetros termofísicos no comportamento do fenômeno não-linear.

Este trabalho analisa a modelagem do fenômeno de turbulência em meios porosos. Inicialmente, é apresentado o conceito da dupla decomposição, o qual relaciona uma propriedade microscópica instantânea às suas médias volumétrica e temporal. Baseado no conceito de dupla decomposição, no teorema da média volumétrica local e nas equações de escoamento microscópicas, desenvolve-se as equações macroscópicas do escoamento médio no tempo, aplicáveis a meios limpos, porosos ou híbridos. Mostra-se que a ordem de aplicação da média volumétrica e temporal é irrelevante quanto ao resultado final se o meio poroso for indeformável e saturado por um fluido monofásico. No processo de obtenção das equações macroscópicas do escoamento médio no tempo, surge o tensor de Reynolds macroscópico. A representação deste termo adicional faz uso da idéia da dupla decomposição e dá origem ao modelo macroscópico de duas equações proposto. Esta proposição é baseada na média volumétrica das equações microscópicas da energia cinética turbulenta e de sua dissipação, ambas definidas também à luz do conceito de dupla decomposição. Deste processo de obtenção do modelo macroscópico de duas equações, uma constante é introduzida na equação da energia cinética de turbulência. O valor numérico desta constante foi obtido através de experimentação numérica aplicada a um meio poroso formado por hastes cilíndricas com arranjo espacialmente periódico. As equações microscópicas do escoamento foram então resolvidas para esta geometria, usando-se um sistema de coordenadas generalizadas e o modelo k-e de baixo Re. No modelo de baixo Re, não há a necessidade de emprego da função de parede e a malha computacional se comprime próxima à superfície sólida. As propriedades distribuídas foram integradas no domínio de cálculo e comparadas com o modelo macroscópico proposto. Desta comparação, o valor da constante introduzida foi determinado. O modelo macroscópico de turbulência, assim ajustado, foi usado para reproduzir dados encontrados na literatura. Algumas aplicações do modelo macroscópico envolvendo meios de distintas porosidades são apresentadas.

Aerogéis e xerogéis de carbono são materiais nanoporosos que apresentam propriedades únicas que permitem que esses artefatos possam ser utilizados em uma variedade de aplicações. São obtidos por meio de reações de policondensação do tipo sol-gel de seus precursores, principalmente o resorcinol e o formaldeído, sendo catalisados geralmente por via básica com Na2CO3 e utilizando água ou algum solvente orgânico. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é a obtenção de um material carbonoso nanoporoso e analisar os efeitos dos parâmetros de síntese e do tipo de solvente sobre sua estrutura, utilizando-se como precursores resorcinol e formaldeído, Na2CO3 como catalisador básico, e acetona e água bidestilada como solventes. A razão molar entre resorcinol e formaldeído foi mantida em 0,5. A quantidade de catalisador foi ajustada para obter razões molares entre resorcinol e catalisador iguais a 50, 100 e 300, resultando em três experimentos para cada solvente. Foi utilizada a secagem à vácuo para remoção do solvente dos poros dos géis úmidos. As soluções foram caracterizadas por DSC, UATR e viscosidade, bem como medidas de pH (no caso do solvente ser água) e temperatura iniciais de síntese. Os xerogéis de carbono foram caracterizados por MEV. Foi observada uma diminuição na viscosidade inicial das soluções e um aumento do tempo de gel em função da diminuição da quantidade de catalisador, além de um tempo de cura maior para as amostras sintetizadas com acetona em relação às sintetizadas com água. As imagens por MEV mostraram que a diminuição da quantidade de catalisador no sistema gerou xerogéis de carbono com rugosidade superficial maior.

Orientador: Jose Luis Lage, Luiz Fernando Milanez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-11-08T18:36:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Junqueira_SilvioLuizdeMello_D.pdf: 23366873 bytes, checksum: 40ff350275cdc60184b7883f90658798 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O presente trabalho trata do estudo teórico e experimental dos efeitos térmicos causados pela aplicação da radiação laser sobre meios porosos e objetiva a determinação do coeficiente de atenuação de um meio poroso imerso em fluido. O modelamento matemático proposto utiliza a técnica dos volumes finitos, para resolver numericamente a equação do transporte do calor em coordenadas.cilíndricas. Um sistema de aquisição de dados baseado no conceito de instrumentos virtuais é elaborado para analisar o processo de aquecimento pela radiação de um laser de Argônio sobre uma matriz porosa de Alumínio 6101 imersa em quatro fluidos diferentes: ar, água, óleo polialfaolefina e Mercúrio. Uma metodologia inversa, estabelecida pela comparação de resultados numéricos e experimentais, é empregada para obter o coeficiente de atenuação da espuma metálica saturada. A análise inclui o emprego de duas metodologias de cálculo da condutividade térmica equivalente. Uma correlação entre os coeficientes de atenuação e um número de Prandtl equivalente do meio poroso é estabelecida / Abstract: In the present work, an investigation of thermal effects due to laser application is accomplished in order to determine the attenuation coeflicient of a porous matrix immersed in fluido The study included both theoretical and experimental analisys. In the theoretical analisys a numerical mo deI based on control volume method is developed to simulate the lasing process by solving the energy equation in cilindrical coordinates. A data acquisition system based on virtual instruments concept is elaborated to analyse the heating process result,ing from Argon Laser radiation over an Aluminum foam porous medium immersed in four different fluids, namely air, water, polyalphaolefin oil and Mercury. An inverse methodology, estabilished by comparison of numerical and experimental results, is used to obtain the attenuation coeflicient of the saturated metal foam. Calculations also included the use of two models for the effective thermal conductivity. Results indicated the existence of a linear correlation between laser attenuation and a defined equivalent Prandtl number / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Mestrado Integrado. Engenharia Civil - Especialização em Construções. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Orientador: Regina Célia Galvão Frem / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Leandro Martins / Banca: Juliana dos Santos de Souza / Banca: Wdeson Pereira Barros / Resumo: Neste projeto foram sintetizados e caracterizados materiais porosos conhecidos como Metal-Organic Frameworks (MOFs) que abrangem uma área da química que tem experimentado um crescimento muito grande nas duas últimas décadas. MOFs são compostos cristalinos contendo espaços potencialmente vazios (poros) construídos a partir de íons ou clusters metálicos interconectados por espaçadores orgânicos. Além da diversidade estrutural e topológica, estes materiais têm enorme potencial para muitas aplicações. Dentro desse contexto, o objetivo central do trabalho foi a preparação de MOFs de cobre(II) e zinco(II) e investigação da potencialidade de aplicação em catálise heterogênea. Dentre outros materiais, a MOF MOF-INZ foi preparada pela primeira vez a partir da funcionalização da HKUST-1 via processo PSM (Pos-Synthetic Modification) pela coordenação da isoniazida nos centros coordenativamente insaturados (CUSs) do íon cobre(II) do material precursor ativado. A utilização desse material como catalisador em reações de cicloadição de CO2 frente ao epóxido de propileno resultou em 95% de conversão do reagente em carbonato de propileno (após 72 horas, em presença de TBAI). A última etapa do trabalho consistiu na preparação das MOFs ZIF-8 e HKUST-1 em escala nanométrica, usando moduladores de concentração, e no desenvolvimento de uma técnica muito elegante para a formação de filmes finos sobre nanotubos de dióxido de titânio (com diâmetros da ordem de 50-100 nm). Os materiais híbridos prepara... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this project, porous materials known as Metal-Organic Frameworks (MOFs) were synthesized and characterized, which cover a chemistry area that has experienced a very large growth in the last two decades. MOFs are crystalline compounds containing potentially empty spaces (pores) constructed from ions or metal clusters interconnected by organic spacers. In addition to structural and topological diversity, these materials have enormous potential for many applications. In this context, the main objective of the work was the preparation of copper (II) and zinc (II) MOFs and the investigation of the potentiality of application in heterogeneous catalysis. Among other materials, MOF MOF-INZ was prepared for the first time from the functionalization of HKUST-1 via PSM (Post-Synthetic Modification) process by the coordination of isoniazid to the coordinated unsaturated (CUSs) centers of the copper (II) activated precursor. The use of this material as a catalyst in CO2-cycloaddition reactions to propylene epoxide resulted in 95% conversion of the reactant into propylene carbonate (after 72 hours in the presence of TBAI). The last stage of the work consisted in the preparation of the ZIF-8 and HKUST-1 MOFs at nanoscale using concentration modulators and the development of a very elegant technique for the formation of thin films on titanium dioxide nanotubes (with diameters in the order of 50-100 nm). The prepared hybrid materials were then submitted to photo- and photoelectrocatalytic ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T00:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:51:34Z : No. of bitstreams: 1 82006.pdf: 2684050 bytes, checksum: ca3b243b6f9e3b78b66ed1c0cde2c5b2 (MD5) / O presente trabalho investiga o fenômeno da migração de umidade devido a gradientes térmicos entre duas fronteiras impermeáveis contendo um meio poroso não saturado. Sua motivação advém da necessidade de se conhecer o processo de secagem que ocorre em solos que envolvem cabos de potência aterrados. Dois modelos são analisados. O primeiro é uma análise paramétrica onde as propriedades difusivas e termofísicas do meio são constantes, enquanto que o segundo considera a variação das propriedades com a temperatura e o conteúdo de umidade. Ambos os modelos são aplicados a duas geometrias, plana e cilíndrica, e resolvidos numericamente. O objetivo principal deste trabalho é verificar o erro associado à utilização de propriedades constantes. Os resultados para os dois modelos foram comparados para quatro valoresde umidade inicial, 0,026, 0,103, 0,155 e 0,206 e três diferenças de temperatura entre as fronteiras, 1, 5 e 10oC. Os desvios associados à análise paramétrica aumentam com o aumento do gradiente de temperatura. Além disto, a discrepância entre os dois modelos é maior para conteúdos de umidade próximos àquele onde começa a existir continuidade da fase líquida. Para o meio analisado no presente trabalho esta umidade é em torno de 0,13. Recomenda-se, assim, o uso do modelo paramétrico para gradientes de temperatura baixos e/ou para solos muitos secos ou muito úmidos. Para os demais casos, o modelo paramétrico serve como uma primeira aproximação do problema.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:04:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:21:35Z : No. of bitstreams: 1 96199.pdf: 5736514 bytes, checksum: 7ab8e9661269c36093f226e933d60891 (MD5) / A passagem de corrente elétrica em cabos de potência aterrados gera calor que necessita ser dissipado pelo meio que o envolve sob pena de danificá-lo por superaquecimento. O gradiente térmico induz o movimento de umidade, na forma de vapor, para longe do cabo, diminuindo consideravelmente a condutividade térmica do solo junto ao cabo. Assim, o solo que deveria ser um dissipador de energia, passa a atuar como um isolante térmico. Neste contexto situa-se a principal motivação deste trabalho de formular e prever os processos de secagem que ocorrem nos solos e que tem um papel fundamental no projeto destes cabos. O modelo de Philip e de Vries para a transferência simultânea de calor e massa em meios porosos não saturados é utilizado para descrever o fenômeno. Neste modelo, os fluxos de vapor e liquído são escritos em termos de difusividades associadas a gradientes de temperatura e gradientes de conteúdo de umidade.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T22:41:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T17:29:27Z : No. of bitstreams: 1 91281.pdf: 5511535 bytes, checksum: b62cb3f0649c4eea637d2a8b8e3d2582 (MD5) / O presente trabalho apresenta um estudo sobre a microestrutura porosa de uma argamassa de cimento e cal como a utilizada no revestimento interno de edificações. Materiais como a argamassa são caracterizados por uma distribuição de poros bastante extendida, com diâmetros entre dezenas de angstrons e alguns micrometros. Tal distribuição condiciona seus comportamentos frente aos processos físicos de adsorção e dessorção de vapor e migração de umidade a que estes estão submetidos em sua aplicação cotidiana. Deste modo, duas técnicas complementares são utilizadas para revelar a microestrutura porosa, que possibilite descrever com precisão os processos de fixação e migração de umidade.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:17:00Z : No. of bitstreams: 1 139270.pdf: 21041851 bytes, checksum: 2bef7da873cf7d748671cfe0644af791 (MD5)