Orientador: Eugenio Spano Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2017-03-28T10:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franklin, Erick de Moraes.pdf: 4852526 bytes, checksum: 28f9952b76efdee501a28e92a7c99389 (MD5) Previous issue date: 2004 / Made available in DSpace on 2017-07-11T19:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franklin_ErickdeMoraes_M.pdf: 4852526 bytes, checksum: 28f9952b76efdee501a28e92a7c99389 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O escoamento gás-líquido intermitente em padrão golfadas de líquido é composto por uma sucessão de bolhas de gás alongadas e pistões de líquido. Esta seqüência de bolhas alongadas e pistões de líquido interage cinematicamente e dinamicamente a medida que viaja ao longo da tubulação. Estas interações é que produzem o caráter intermitente do escoamento, isto é, elas não são periódicas no tempo nem no espaço. Pretende-se neste trabalho apresentar um modelo lagrangeano e uni-dimensional para seguimento dinâmico de pistões que incorpore a intermitência intrínseca ao fenômeno. Estimativas do gradiente de pressão e dos comprimentos, velocidades e freqüência das estruturas de gás e líquido serão resultantes da modelagem. No modelo dinâmico, as bolhas e pistões são objetos computacionais definidos por volumes discretos que estão acoplados devido às trocas de massa e quantidade de movimento em cada célula unitária. Os parâmetros do escoamento são determinados por meio do fechamento de balanços integrais de massa em cada bolha e em cada pistão e de quantidade de movimento em cada pistão. Os pistões de líquido e as bolhas de gás são iniciados na entrada da tubulação. A propagação de cada pistão e cada bolha é seguida dinamicamente pelo modelo revelando como as estruturas de gás e líquido evoluem ao longo da linha. Assim, dada uma distribuição na entrada, o modelo é capaz de calcular as distribuições de comprimentos de bolhas e pistões em qualquer lugar do duto. Os resultados numéricos são comparados com dados experimentais / Abstract: The intermittent gas-liquid slug flow is composed of a succession of elongated gas bubbles and liquid slugs. The sequence of elongated bubbles and liquid slugs is under kinematic and dynamic interactions along the flow. These interactions are responsible for the flow intermittence profile, i.e., they are not periodically in time nor in space. The purpose of this work is to present an one-dimensional dynamic slug tracking model, which intrinsically involves the intermittent phenomena. The pressure gradient and lengths, velocities and frequencies estimates of the gasliquid structures will be provided by the model. ln the dynamic model the bubbles and the slugs are computational objects defined by discrete volumes that are together due to the mass and momentum exchanges in each unit cell. The flow parameters are determined through the closure of mass balance integrais for each gas bubble and liquid slug and through momentum balance integrais for each liquid slug. The liquid slugs and the gas bubbles are formed at the duct inlet. The propagation of each slug and each bubble is dynamically tracked by the model, revealing how the gas and liquid structures evolve along the line. So, given an inlet distribution, the model is capable to calculate the slug and bubble lengths distributions at any location along the pipe. The numeric results are compared with experimental data / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecanica

Orientador: Eugenio Spano Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:53:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franklin_ErickDeMoraes_M.pdf: 1262343 bytes, checksum: 18acd21a6ff5adb5899cc7e3048f477f (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O escoamento gás-líquido intermitente em padrão golfadas de líquido é composto por uma sucessão de bolhas de gás alongadas e pistões de líquido. Esta seqüência de bolhas alongadas e pistões de líquido interage cinematicamente e dinamicamente a medida que viaja ao longo da tubulação. Estas interações é que produzem o caráter intermitente do escoamento, isto é, elas não são periódicas no tempo nem no espaço. Pretende-se neste trabalho apresentar um modelo lagrangeano e uni-dimensional para seguimento dinâmico de pistões que incorpore a intermitência intrínseca ao fenômeno. Estimativas do gradiente de pressão e dos comprimentos, velocidades e freqüência das estruturas de gás e líquido serão resultantes da modelagem. No modelo dinâmico, as bolhas e pistões são objetos computacionais definidos por volumes discretos que estão acoplados devido às trocas de massa e quantidade de movimento em cada célula unitária. Os parâmetros do escoamento são determinados por meio do fechamento de balanços integrais de massa em cada bolha e em cada pistão e de quantidade de movimento em cada pistão. Os pistões de líquido e as bolhas de gás são iniciados na entrada da tubulação. A propagação de cada pistão e cada bolha é seguida dinamicamente pelo modelo revelando como as estruturas de gás e líquido evoluem ao longo da linha. Assim, dada uma distribuição na entrada, o modelo é capaz de calcular as distribuições de comprimentos de bolhas e pistões em qualquer lugar do duto. Os resultados numéricos são comparados com dados experimentais / Abstract: The intermittent gas-liquid slug flow is composed of a succession of elongated gas bubbles and liquid slugs. The sequence of elongated bubbles and liquid slugs is under kinematic and dynamic interactions along the flow. These interactions are responsible for the flow intermittence profile, i.e., they are not periodically in time nor in space. The purpose of this work is to present an one-dimensional dynamic slug tracking model, which intrinsically involves the intermittent phenomena. The pressure gradient and lengths, velocities and frequencies estimates of the gasliquid structures will be provided by the model. ln the dynamic model the bubbles and the slugs are computational objects defined by discrete volumes that are together due to the mass and momentum exchanges in each unit cell. The flow parameters are determined through the closure of mass balance integrais for each gas bubble and liquid slug and through momentum balance integrais for each liquid slug. The liquid slugs and the gas bubbles are formed at the duct inlet. The propagation of each slug and each bubble is dynamically tracked by the model, revealing how the gas and liquid structures evolve along the line. So, given an inlet distribution, the model is capable to calculate the slug and bubble lengths distributions at any location along the pipe. The numeric results are compared with experimental data / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica / CAPES

Orientador: Prof. Dr. Humberto Naoyuki Yoshimura / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014. / O objetivo deste trabalho foi estudar a técnica de processamento superficial por atrito de pino não-consumível (friction stir processing) em uma liga de alumínio-silício aplicada a pistões automotivos visando aumentar a resistência mecânica para operação dos componentes em condições mais severas de carregamentos térmicos e mecânicos. Também foi investigado o potencial para obtenção de um compósito superficial por esta técnica. Utilizaram-se placas da liga Al-11%Si-4%Cu-3%Ni-1%Mg bruta de fusão recobertas ou não com uma camada de óxido cuproso (Cu2O) depositada por aspersão térmica. O processamento por atrito foi realizado com avanço fixo de 150 mm/min, rotação da ferramenta entre 300 e 1000 rpm e com monitoramento das forças lateral e axial e profundidade de penetração da ferramenta. Os materiais processados por atrito foram caracterizados empregando-se técnicas de microscopia óptica, MEVEDS, DRX, microdureza Vickers, ensaio de tração e ensaio de desgaste bloco contra anel. Os resultados mostraram que a rotação de 700 rpm foi a mais adequada para obtenção de regiões processadas com boa qualidade macro e microscópica. A região processada por atrito apresentou refino microestrutural com diminuição acentuada do tamanho das partículas de segundas fases (plaquetas de silício e agulhas de intermetálicos), aumento significativo das propriedades mecânicas (dureza, resistência mecânica e ductilidade) associado à mudança no modo de fratura frágil para dúctil, mas com pior desempenho em desgaste do que a liga bruta de fusão. O tratamento de solubilização causou significativa redução da dureza da região processada e a cinética de envelhecimento foi similar à da liga não processada. Na amostra com camada, parte do óxido de cobre foi incorporada heterogeneamente na região processada, mas as partículas não reagiram com o alumínio para formação de fases duras in situ durante processamento. / The aim of this research was to study the friction stir processing of an aluminum-silicon alloy applied for automotive pistons to increase the strength enabling this component to work under severe thermal and mechanical loads. It was also investigated the potential for obtaining a surface composite by means of this technique. As cast plates of Al-11%Si-4%Cu-3%Ni-1%Mg alloy coated with a thermal sprayed cuprous oxide (Cu2O) coating and without any coating were used. The friction stir processing was performed with a constant transverse speed of 150 mm/min, tool rotation speeds between 300 to 1000 rpm, and with monitoring the penetration depth and both lateral and axial forces. The friction stir processed materials were characterized by means of optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Vickers microhardness, tensile tests and block on ring wear tests. The results showed that 700 rpm tool rotation speed was optimal for obtaining good quality friction stirred surfaces on macro and micro levels. The friction stirred surfaces presented microstructural refinement by marked decrease on second phase particles (platelet silicon and needlelike intermetallics), significant increases on mechanical properties (hardness, strength and ductility) combined to a fracture mode change from brittle to ductile, but with worst wear performance compared to as cast alloy. The solution treatment implied meaningful hardness decrease of friction stirred surfaces and the artificial aging kinetics was similar to as cast material. In the coated samples, the cuprous oxide was partially and heterogeneously incorporated at friction stirred surfaces, but the particles have not reacted with aluminum to form in situ hard particles during the processing.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-01Bitstream added on 2014-06-13T20:48:20Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_l_me_guara.pdf: 2176881 bytes, checksum: 8f2778a638b354767b4b063574bf7559 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A bomba de pistões axiais tipo swashplate é uma máquina relativamente nova nas aplicações industriais. Uma pesquisa para se obter informações de funcionamento dessa máquina revelou que pouco existe na literatura especializada, a menos de um trabalho de tese de doutorado apresentado na UNESP em 1993. Este trabalho desenvolve procedimento para o projeto de máquinas de pistões axiais e segue uma metodologia para se obter o desenho de conjunto, os detalhes, os ajustes e montagem desta máquina. Em seguida foi feito um estudo para proceder às etapas de usinagem desta máquina, utilizando máquinas convencionais e máquinas de controle numérico. O trabalho visa também fazer com que esta máquina funcione bombeando óleo. O objetivo é garantir com que o mecanismo funcione perfeitamente e não a pressões elevadas. / The swashplate piston pump is relatively new in industrial applications. A literature research for obtaining the operation principles of such machines, revealed that little is published in the specialized literature but a work presented as a thesis research at UNESP in 1993. This work presents a procedure for the design of axial piston machines and a methodology in order for one to obtain the cutaway view, the detailed drawings, the fit process and how to assemble this machine. After a long discussion, a detailed process was accomplished in order to develop the machining phases, making use of conventional machines and CNC ones. The present work also declare how this machine will be running along the tests: a way that only the pumping action is required. At this point only the well running and not the pressure value is important.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio Yamawaki.pdf: 22123868 bytes, checksum: 06693820e229aaa1d1f946ee47f58c63 (MD5) Previous issue date: 2013-10-17 / Pistons are one of the most challenged components on an internal combustion engine. The range of thermal and mechanical loads on these components reach limit levels where the applied materials cannot react and are not able to go back to its original condition. We can say that pistons are the fuses of an internal combustion engine. The adequate selection of materials for the pistons must take in account the usage of the engines. For passenger cars for instance, typically light alloys are chosen in order to attend the low fuel consumption and emission level demands. For commercial vehicles there are more freedom choosing the materials because weight does not play the same level of role but on the other hand requires materials that can resist the very high loads involved. The objective of this work is to describe the criteria s involved on a piston design and how closed they are connected with the adequate material selection. A case study of a aluminum piston for Diesel engine application that presented a pin bore crack related to feathery grain formation will be shown. / Os pistões são um dos componentes mais solicitados em um motor de combustão interna. O conjunto de cargas térmicas e mecânicas nestes componentes chega a atingir limites onde os materiais empregados não conseguem mais reagir de maneira a retornar a sua condição original. Pode-se dizer que os pistões são os fusíveis de um motor à combustão interna. A escolha dos materiais mais adequados para a confecção dos pistões passa por um critério de seleção que deve levar em conta o tipo de aplicação dos motores. A aplicação de motores em carros de passeio por exemplo, tipicamente exige a utilização de ligas mais leves em seus componentes visando atender aos requisitos de redução do consumo de combustíveis e também de emissão de poluentes. Já para a aplicação em veículos utilitários pesados existe uma maior liberdade para a escolha dos materiais dos componentes pois o peso já não tem a mesma influência sobre a performance mas por outro lado exige a utilização de materiais mais resistentes devido às altas cargas envolvidas. O objetivo do trabalho é discorrer também sobre os critérios envolvidos no projeto dos pistões e como eles estão correlacionados com a escolha dos materiais mais adequados. Será mostrado também um estudo de caso de um pistão de alumínio aplicado em um motor Diesel e que apresentou uma trinca no cubo relacionada à formação de dendritas gêmeas.