Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11001_Dissertação final Nicolas Ribeiro Bertini.pdf: 564797 bytes, checksum: 9e74bb7453afa73e5fd8a552c85f0759 (MD5) Previous issue date: 2017-04-27 / É apresentado aqui o Formalismo Pós-Newtoniano Parametrizado (Parameterized Post-Newtonian (PPN)) como proposto por Will e Nordtvedt, além de sua aplicação à relatividade geral, teoria de Brans-Dicke e RGGR (Renormalization Group extended General Relativity). Este formalismo permite relacionar os coeficientes da expansão pós-Newtoniana de diversas teorias métricas da gravitação com os efeitos gravitacionais observados no sistema solar, permitindo uma análise sistemática das previsões físicas dessas teorias. Além da revisão do formalismo, é detalhada uma parcela de suas bases observacionais. Aaplicação do formalismo PPN à teoriaRGGR foi feita de forma parcial recentemente, usando a versão de Eddington, onde a fonte gravitacional é pontual e estática, e depende de dois parâmetros. Tratamos aqui da versão mais completa que utiliza dez parâmetros e considera fluidos de matéria ao invés de partículas pontuais. Nesta análise, confirmamos a validade dos resultados anteriores de forma mais clara e robusta, e estendemos esses últimos vínculos para realizações menos restritivas de RGGR (a saber, sem a necessidade de fixar uma função β específica para o parâmetro de acoplamento gravitacional G).

[pt] Este trabalho teve como objetivo estudar as características de filtração estática e dinâmica de um fluido usado em fraturamento hidráulico à temperatura ambiente. Para sua realização foi projetado, desenvolvido e qualificado metrologicamente um simulador que permitisse efetuar testes de filtração estática e dinâmica. Foram realizadas filtrações com um fluido newtoniano (água) e um não newtoniano (HPGUAR-BO lbm/1000gal). / [en] This research intended to study the characteristcs of dynamic and static leakoff of a fluid in hydraulic fracturing at room temperature. A test apparatus was designed, constructed and metrologically qualified in order to carry out dynamic and stactic leakoff test. Leakoffs with a Newtonian fluid (water) and with a non-Newtonian one (HPGUAR-BO lbm/1000 gal) were performed.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2012

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

[pt] Muitas indústrias usam em seus processos materiais viscoplásticos. Esses materiais possuem propriedades que dependem fortemente da temperatura. Não é incomum encontrar processos envolvendo escoamentos não isotérmicos de materiais viscoplásticos. Nesses casos, informações sobre a transferência de calor são extremamente necessárias para um bom atendimento e aperfeiçoamento das operações. Fluidos de perfuração são tipicamente suspensões aquosas, e, por consequência, de natureza viscoplástica.Tais fluidos devem possuir densidade correta para manter a integridade física dos poços e evitar a produção prematura de hidrocarbonetos. Além disso, suas propriedades reológicas devem garantir a capacidade de arraste das partículas de rocha geradas durante o processo de perfuração, com um mínimo de potência de bombeamento. Tais particularidades requerem fluidos com baixas viscosidades a altas taxas de cisalhamento, que ocorrem em regiões próximas à parede, e altas viscosidades quando as taxas de deformação são baixas, o que ocorre na vizinhança do cascalho. Materiais viscoplásticos apresentam este tipo de comportamento. Portanto, o sucesso do processo de extração do petróleo depende do conhecimento e controle das propriedades reológicas dos fluidos de perfuração, as quais são fortemente dependentes da temperatura. Por esse motivo, a determinação do campo de temperatura no fluido de perfuração em escoamento faz-se necessária ainda em nível de projeto, o que só é possível com o conhecimento dos coeficientes de troca de calor. Estuda-se neste trabalho o problema da transferência de calor na região de entrada de escoamentos laminares de fluidos viscoplásticos através de espaços anulares. O comportamento do material é representado pelo modelo do fluido Newtoniano generalizado, com a função viscosidade descrita pela equação de Herschel-Bulkley. As equações de conservação são resolvidas numericamente via o método de volumes finitos. Investigam-se os efeitos (no coeficiente de troca de calor) da tensão limite de escoamento, índice power-law, razão de aspecto e dos números adimensionais de Reynolds e Peclet. Dentre outras conclusões, mostra-se que o números de Nusselt é uma função muito fraca das propriedades reológicas, desviando-se muito pouco dos valores Newtonianos. Surpreendentemente, esta conclusão contrasta-se fortemente com o comportamento observando em escoamentos de materiais viscoplásticos através de tubos. Convém enfatizar a importância desse fato no que tange a projetos de processos. / [en] There are many industries that use in their processes viscoplastic materials. These materials have properties that strongly depend on temperature. It is not uncommon to find processes involving the non-isothermal flow of viscoplastic materials. For these cases, heat transfer information is needed to allow reliable process designs. Drilling muds are typically aqueous suspensions and, consequently, viscoplastic in nature. They must have the correct density to provide the pressure needed for well integrity, and for avoiding premature production of hydrocarbons. Their rheological properties must be such as to aloe carrying the drill chips with a minimum of pumping power. This requires a highly shear-thinning rheological behavior. Also, the success of a well cementing operation depends to a great extent on the knowledge and control of cement rheological properties, which are also temperature dependent. In this work, heat transfer in the entrance-region flow of viscoplastic materials through annular spaces is analyzed. The flow is laminar, and the material is assumed to behave as a Generalized Newtonian fluid, with a Herschel-Bulkley viscosity function. The conservation equations are solved numerically via a finite volume method. The effect on heat transfer of yield stress, power-law exponent, aspect ratio and dimensionless Peclet and Reynolds numbers is investigated. Among other findings, it is shown that the Nusselt number is a rather weak function of the rheological properties, deviating very little from the Newtonian values. Surprisingly, this stands in strong contrast to the behavior observed for flows of viscoplastic materials through tubes. It is worth noting that this finding has important consequences in process design.

Made available in DSpace on 2016-08-03T16:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marco Antonio Armelin.pdf: 1779007 bytes, checksum: f23778254cd93bb34a39c3571e759523 (MD5) Previous issue date: 2008-09-29 / The Emotional Intelligences (EIs) have been the object of study and discussion along the last fifteen years. However, there are few scientific studies about the understanding of the challenges and opportunities of EIs to higher education. The Newtonian-Cartesian model, adopted by sectors of our dominant culture in a rational and reductionist way, has been establishing since the sixteenth century, and shapes different fields of western culture, including the education. Characteristics of this model, susceptible to criticism, are the fragmentation of knowledge, the focus on the specialization, and the establishment of an autocratic and non-dialogical educational relationship the neglects the many kinds of intelligences developed by the individuals. These features contributed to the establishment of a fragmentary-knowledge society, the disjunction between subject and object, the sloppiness in the relationship of the man with himself, with other men, and the other living beings, which culminate in an intense planetary crisis. Thus, it is important to discuss and review the Newtonian-Cartesian paradigm, because the results obtained along the last five hundred years, while benefited us from a scientific and technological standpoint, no longer meet the needs and problems with which we face, especially in education. This research is limited to the Higher Education and more specifically to the field of undergraduate studies in Administration. The questions that motivate my work are: 1. Do the teachers of the Administration Course Board take into account the emotional dimensions in their teaching work? 2. Do they know what EIs mean? 3. What difficulties do they find in developing a task with emotional dimensions? 4. Do they see openings in working with EIs? 5. What tracks the answers to the questions above may suggest to the continued training of teachers in the Administration field? 6. When planning and organizing their lessons the teacher has to work with the affective dimension? To make the criticism to education established by the Newtonian-Cartesian approach, Morin (1995, 2000), Santos (1988), and Moraes (1997) were taken as the main references. Gardner (1995), Izquierdo (2002), and Valle (2003) were taken as references to study the construction of knowledge based on EIs. A field research was carried out with five teachers of an Administration course, through a structured questionnaire. The goals of this research were to identify the main difficulties for teachers when thinking about a teaching job that is sensitive to emotional intelligences and to pave the way for a formative action by studying these difficulties in the light of the theoretical researchers above cited, in view of continuing education, which considers also the determinant of emotional intelligences.(AU) / As Inteligências Emocionais (IEs) têm sido objeto de estudo e discussão nos últimos quinze anos. Todavia, escassos são os estudos científicos, sobremaneira no campo da educação, voltados para o entendimento dos desafios e possibilidades das IEs no cenário do ensino superior. O modelo newtoniano-cartesiano, assumido por setores dominantes de nossa cultura de forma racionalista e reducionista, vem se estabelecendo desde tempos remotos, mais especificamente a partir do século XVI, avançando até os tempos atuais e trazendo muitas marcas para os diferentes campos da cultura ocidental, inclusive para a educação. Como características deste modelo, passíveis de crítica, estão a fragmentação do conhecimento, o foco na especialização e, a instituição de uma relação pedagógica dominadora e não dialogal que negligencia as múltiplas inteligências desenvolvidas e presentes nos indivíduos. Essas características contribuíram para o estabelecimento de uma sociedade de conhecimentos parcelares, para a disjunção entre sujeito e objeto, o descuido nas relações do homem para consigo mesmo, dele para com os demais homens e, dele para com os demais seres vivos que cohabitam o planeta, culminando numa intensa crise planetária. Urge discutir e rever o paradigma newtoniano-cartesiano, dado ao fato de que os resultados colhidos nestes últimos quinhentos anos, se por um lado nos beneficiaram do ponto de vista científico e tecnológico, não mais respondem aos problemas e necessidades com os quais nos deparamos, de modo especial na educação. Delimito esta pesquisa no âmbito do Ensino Superior e, no interior deste, no campo dos estudos de graduação em Administração. As perguntas que motivam o meu trabalho são: 1. Os professores do Curso de Administração consideram as dimensões emocionais em seu trabalho docente? 2. Eles sabem o que são IEs? 3. Que dificuldades eles vêem para desenvolver um trabalho com as dimensões emocionais? 4. Eles vêem possibilidades positivas no trabalho com as IEs? 5. Que pistas as respostas às perguntas acima sugerem à formação continuada de professores no campo da Administração? 6. Ao planejar e organizar suas aulas o professor tem vista o trabalho com a dimensão afetiva? Para fazer a crítica da educação construída na perspectiva newtoniano-cartesiana assumi como referências principais Morin (1995, 2000), Santos (1988) e Moraes (1997). Para estudar a construção do conhecimento considerando as IEs tomei como referências para esta pesquisa Gardner (1995), Izquierdo (2002) e Valle (2003). Foi realizada uma pesquisa de campo com seis (6) professores de um Curso de Administração, mediante um questionário estruturado. O objetivo desta pesquisa foi identificar as principais dificuldades dos docentes quando se pensa num trabalho pedagógico sensível às inteligências emocionais e, estudando estas dificuldades à luz dos teóricos por mim trazidos, construírem possíveis pistas para uma ação formativa, na perspectiva da formação continuada, que considere também o determinante das inteligências emocionais.(AU)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAC.pdf: 1100634 bytes, checksum: a59508afe52240474931f49ecbfe180d (MD5) Previous issue date: 2007-03-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / In biochemical processes, shear rate ( γ&) in the system is an important variable on design and operation of bioreactors. Shear can result in damage to the cells and the microorganisms, taking to the viability loss and even to the cellular breaking and the microbial death. In the present work was proposed a methodology to quantify average shear rate ( av γ & ) in stirred bioreactor with a 4 L working volume, through volumetric oxygen transfer coefficient (kLa), varying the operating conditions, as the impeller rotational speed (N: 600, 700, 800, 900 and 1000 rpm) and the specific air flow rate (Φar: 0.50 and 1.00 vvm). Five different glycerol solutions and distilled water were utilized as Newtonian fluids and six different xantham gum solutions were utilized as non-Newtonian fluids. Dynamic viscosity (µ) of the glycerol solutions and rheological parameters (K, n) for the xantham gum solutions, were determined at 28ºC from rheograms using a digital concentric-cylinders rheometer. Based on the obtained results, a correlation for average shear rate ( av γ & ) as function of the impeller rotational speed (N), rheological parameters (K, n) and volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) was proposed. The correlation obtained for the average shear rate ( av γ & ) showed appropriate to estimate av γ & , because the estimated values approximated of others values described in literature for another correlations. In a second stage, four cultivations of Streptomyces clavuligerus ATCC 27064 was realized in a stirred bioreactor, aerated 0.50 vvm and agitated in 700, 800, 900 and 1000 rpm. Process variable values, as consistency index (K), flow index (n), cellular concentration (Cx), glicerol concentration (CGlic) and 2 CO n& produced ag of the cultivations were evaluated. It was observed that the consistency index (K), flow index (n) and cellular concentration (Cx) varied due to shear conditions imposed to the cultivations. Finally, based on experimental literature results, average shear rate ( av γ & ) was determined in function of the time for cultivation of S. clavuligerus in stirred bioreactor for 600, 800 and 1000 rpm and specific air flow rate (Φar) of 0.50 vvm, using the proposed methodology, the obtained values were more consistent, because the experimental values of kLa were obtained by gaseous balance. / Em processos bioquímicos, a velocidade de cisalhamento ( γ &) no meio reacional é uma importante variável no projeto e operação de biorreatores. O cisalhamento pode resultar em dano às células e aos microrganismos, levando à perda de viabilidade e até mesmo ao rompimento celular e à morte microbiana. No presente trabalho propôs-se uma metodologia para quantificar a velocidade de cisalhamento média ( γ &m) em biorreator convencional tipo tanque agitado e aerado com 4 litros de volume útil, através do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa), variando-se as condições de operação, no caso freqüência de rotação do impelidor (N: 600, 700, 800, 900 e 1000 rpm) e vazão específica de alimentação de ar (Φar: 0,50 e 1,00 vvm). Utilizaramse cinco diferentes soluções de glicerol e água destilada como fluidos Newtonianos, e seis diferentes soluções de goma xantana como fluidos não-Newtonianos. As viscosidades dinâmicas (µ) para as soluções de glicerol e as constantes reológicas (K e n) para as soluções de goma xantana foram obtidas a 28ºC em reômetro de cilindros concêntricos a partir de reogramas. Com base nos resultados obtidos, propôs-se uma correlação para a velocidade de cisalhamento média ( γ &m) em função da freqüência de rotação do impelidor (N), das propriedades reológicas dos fluidos (K e n) e do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa). A correlação obtida para a velocidade de cisalhamento média ( γ &m) mostrou-se adequada para estimativas de γ &m, pois os valores estimados aproximaram-se de outros estimados por diferentes correlações propostas na literatura. Numa segunda etapa, realizaram-se quatro cultivos com Streptomyces clavuligerus ATCC 27064 em biorreator convencional tipo tanque agitado e aerado a 0,50 vvm e agitado em 700, 800, 900 e 1000 rpm. Valores de variáveis do processo como o índice de consistência (K), índice de comportamento de escoamento (n), concentração celular (Cx), concentração de glicerol (CGlic) e quantidade de dióxido de carbono produzido ( 2 CO n& ) foram obtidos ao longo dos cultivos. Observou-se que o índice de consistência (K), índice de comportamento de escoamento (n) e a concentração celular (Cx) sofreram variações decorrentes das condições de cisalhamento impostas aos cultivos. Por fim, com base em resultados experimentais de literatura, determinou-se a velocidade de cisalhamento média ( γ &m) em função do tempo para cultivos de S. clavuligerus em biorreator convencional, a 600, 800 e 1000 rpm e vazão específica de alimentação de ar de 0,50 vvm, empregando-se a metodologia proposta, os resultados obtidos foram mais consistentes, pois se utilizou valores experimentais de kLa obtidos pelo balanço gasoso.

[pt] O trabalho analisa a transferência de calor no escoamento de fluidos não-newtonianos através de uma contração abrupta circular de razão 4:1, com temperatura prescrita nas paredes sólidas. O escoamento de fluidos elásticos nesta geometria apresenta uma região de recirculação bem maior que no caso de fluidos Newtonianos. Esta alteração no padrão do escoamento altera significativamente o processo de transferência de calor. O escoamento representa uma boa modelagem do processo de extrusão de líquidos poliméricos. Resolvem-se as equações de conservação de momentum e energia desacopladamente, já que foi adotadas a hipótese de não variação das propriedades do fluido com a temperatura. A relação tensão – taxa de deformação foi feita através de dois modelos constitutivos, Newtoniano generalizado e Maxwell convectado. A hipótese de escoamento lento não foi adotada, como é usualmente feito na literatura da área. Deste modo, analisa-se separadamente a influencia dos efeitos elásticos e inerciais. As equações diferenciais foram integradas numericamente pelo método dos volumes finitos e o aclopamento velocidade\ pressão foi feito através do algoritmo SIMPLE. Pelos resultados obtidos, observa-se a importância da modelagem não newtoniana e da inclusão dos termos inerciais no estudo do escoamento e da transferência de calor no processo de extrusão de polímeros. / [en] It is well known that the flow of a non-Newtonian fluid through a sudden contraction exhibits a vortex in the corner region bigger than the one observed in the corresponding flow of a Newtonian Fluid. This change of pattern of the flow affects significantly the heat transfer at the wall. It was investigated the case og a a 4:1 circular contraction, with uniform temperature distrubuition at the solid walls. This problem represents a first approach for the analysis of the polymeric liquids extrusion process. The flow and temperature field have been obtained from the numerical integration of the conservation equations. To account for the flow dependence of the stress tensor, a generalized Newtonian model and a convected Maxwell model have been employed. The creeping flow hypothesis has not been adopted, so it was possible to analyse the elastic effects and the inertial effects separately. The nuemerical solution have been obtained via a finite-volume method. The results show the importance of the non-Newtonian modeling and of the inclusion of inertial terms in the study of the flow and beat transfer in the polymeric liquids extrusion process.

[pt] Na indústria do petróleo são comuns processos envolvendo deslocamentos de um fluido pelo outro, como nos processos de completação e cimentação de poços. A eficiência desses deslocamentos é de suma importância, garantindo a vida útil do poço. A operação é considerada adequada quando ocorre uma distribuição homogênea da pasta de cimento na parede do poço. No presente trabalho um estudo experimental e numérico do deslocamento de fluidos em espaço anular foi realizada. Para os testes experimentais um simulador físico de um poço em escala foi construído. As equações de conservação de massa e momento foram resolvidas através do método de volumes finitos, utilizando os programas Fluent e OpenFOAM. Para a modelagem multifásica foi utilizado o método volume-of-fluid (VOF). No estudo, a avaliação da influência de parâmetros reológicos, razões de densidade e viscosidade, geometria do poço e vazão de bombeio foi realizada com o objetivo de otimizar o processo de cimentação. Os fluidos utilizados foram fluidos modelos e reais, newtonianos e não newtonianos. A eficiência de deslocamento foi avaliada através da configuração da interface entre os fluidos e através da determinação do da densidade da mistura na saída do anular ao longo do tempo. / [en] Displacement of one fluid by another is a common process at petroleum industry, as completion and cementing operations of oil wells. The success of these fluids displacement guarantee the lifetime of the wells. The adequate operation occurs when the cement slurry distribution at the wall is homogeneous. In this work, experimental and numerical studies of Newtonian and non-Newtonian fluid displacement through annuli are performed. The experiments are performed using a scaled oil well model. The numerical solution of the governing conservation equations of mass and momentum is obtained using the finite volume technique and Fluent and OpenFOAM softwares. The multiphase modeling is performed using the volume of fluid (VOF) method. The effect of rheological parameters, density and viscosity ratios, geometry configuration, and flow rate on displacement efficiency was evaluated to optimize cementing operation. Tests were performed using model and real fluids, Newtonian and non-Newtonian. The displacement efficiency was evaluated analyzing the interface between fluids and measuring the density of the mixture at the annuli outlet through time.

[pt] O presente trabalho, realizou-se com fim de construir aparelhos que façam a medida da condutividade térmica e a geração interna de calor em plásticos fotoelásticos durante o endurecimento dos mesmos, na obtenção de peças para análise fotoelástico. O objetivo foi fornecer um projeto para obter dados a serem usados no laboratório de fotoelasticidade da PUC. O plano de trabalho seguiu o esquema que se apresenta: a) Para a condutividade térmica a medição se baseia no resfriamento Newtoniano, isto é aquele que se pode descrever com equação exponencialmente decrescente. Mediante a simulação do sistema num programa de computador se analisou o comportamento do aparelho para valores extremos a para valores médios, não sendo erro teórico superior ao 10 por cento. Na simulação se incluiu geração interna de calor devida à reação no interior do plástico. Uma vez provado que o sistema é o apropriado, projeta-se o aparelho de tal maneira que se cumpram as hipóteses da simulação. b) Para a geração interna de calor o princípio utilizado é a medida da energia liberada, mediante a determinação da variação da temperatura com o tempo de uma massa de plástico. / [en] The present work was done with the goal of constructing devices to measure the thermal conductivity and internal heat generation in photoelastic plastics during the hardening phase in the obtainment of models for photoelastic analysis. The objective was to supply a technique to obtain data to be used in the PUC photoelasticity laboratory. The work followed the following scheme: a) For thermal conductivity, the measurement is based on Newtonian cooling which is that which can be described by na exponentially decreasing equation. By simulating the system with a computer program, the behavior of the device was analysed extreme and médium values, the theoretical error, not being greater than 10 per cent. The simulation included heat generation due to the internal reaction in the plastic. Having proved that the system is a proper one, a device was designed in such a manner that it matches the hypothetical simulation. b) For the internal heat generation, the principle employed was to measure the energy liberated by means of the temperature variation with time of plastic mass.