Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 95636.pdf: 3548375 bytes, checksum: 94448a5b7345323a1fa85583c7f8db2f (MD5) Previous issue date: 1993 / Um modelo microscópico é introduzido para a transferência de calor em meios porosos insaturados. Efeitos de evaporação e condensação de umidade são incorporados no modelo permitindo que a infuência do transporte de massa na transferência de calor possa ser investigada. A geometria da matriz porosa é periódica e é subdividida em células unitárias. As equações de conservação foram resolvidas pela técnica numérica dos volumes finitos e o modelo é capaz de prever a depedência da condutividade térmica aparente do meio com a temperatura e com o conteúdo de líquido. O estudo permitiu quantificar o efeito dos termos convectivos na equação de energia e concentração mássica. Os valores obtidos para a condutividade térmica aparente e condutividade equivalente definida por Moyne são comparados com resultados experimentais obtendo-se boa correlação.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 96198.pdf: 15948361 bytes, checksum: 0f32a69e7bb4bec29ae9cc56cdde8231 (MD5) Previous issue date: 1994 / Caracterização da morfologia e da topologia de espaços porosos, através de técnicas de análise de imagens (digitalizadas e binárias) obtidas a partir de microscopia eletrônica de varredura. Representação geométrica tridimensional do espaço poroso, conservando as características estatísticas medidas nas imagens bidimensionais. Estudam-se dois processos de reconstituição de estruturas porosas: um primeiro, onde o espaço poroso é reconstituído em um sistema, constituído de uma única escala, a partir do conhecimento da porosidade e da autocorrelação; o segundo processo envolve o conceito de sistemas multiescalas. A atenção é voltada para o modelo multiescala, que permite a reconstituição a partir da função distribuição de volumes de poros, conservando a autocorrelação. A reconstituição em sistema multiescala se apresenta realizável tendo-se como dados de entrada os valores de autocorrelação. Duas equações são propostas, demonstrando-se, para o sistema multiescala, uma relação biunívoca entre a distribuição de poros e a autocorrelação. Sobre imagens reconstituídas em sistema multiescala simulam-se processos de intrusão de mercúrio. Os resultados obtidos são cotejados aos experimentais, mostrando uma concordância bastante boa. A comparação com simulações em redes randômicas de percolação demonstra que o modelo geométrico de sistema multiescala representa melhor a topologia do meio real.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T19:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 101465.pdf: 9852443 bytes, checksum: b8cafd1383f95b320b58aaf21d5415f0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Um modelo de secagem microscópico para o meio poroso capilar é apresentado nesta tese. Este modelo microscópico é baseado em uma abordagem de rede para o meio poroso e é usado para estudar o comportamento da secagem no interior de meio poroso durante o processo de secagem em escala dos poros. A força motora para o transporte do líquido é a força capilar e a transferência de massa na fase gasosa é a difusão de vapor. O efeito Kelvin é considerado neste modelo, ou seja, a interface gás-líquido é tratada como um menisco. A força gravitacional é ignorada pois os tamanhos dos poros e gargantas da rede são relativamente grandes (>20mm). O processo de secagem é simulado usando este modelo em várias redes quadradas 100x20, contendo 2000 poros e 4000 gargantas. O líquido é álcool e o processo de secagem é assumido isotérmico.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:36:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 103903.pdf: 16425571 bytes, checksum: 9d16ff25fc735e22b5e1447e8aeaa1fd (MD5) Previous issue date: 1996 / Determinação da localização de interfaces,-entre fluídos, no interior das cavidades de meios porosos tridimensionais. Utiliza-se a teoria dos conjuntos juntamente com a operação da morfologia matemática chamada abertura. Simulam-se processos entre passos de equilíbrio em que o fluído que adentra o meio poroso pode ser molhante ou não-molhante e o fluído que é deslocado pode ser idealmente compressível ou incompressível.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294503.pdf: 4014788 bytes, checksum: d84926a9efbff194697900d867856eb5 (MD5) / Materiais porosos são aqueles que possuem espaços vazios funcionais, chamados de poros, distribuídos regularmente no interior da matriz. Em relação ao tipo de poros, podem ser divididos em materiais com poros fechados, uso como suporte estrutural, ou poros abertos, que encontram aplicação principalmente onde o transporte de fluidos é necessário, como na filtragem, suporte de catalisadores, isolamento térmico e acústico, depósito de lubrificante, entre outros. O processo particular utilizado para produzir os materiais porosos define suas propriedades e sua estrutura porosa, como tipo de porosidade (aberta ou fechada), percentual volumétrico de poros, dimensão e formato dos poros, uniformidade e conectividade. O presente trabalho descreve uma rota de processamento desenvolvida especificamente para a fabricação de um material poroso de baixo custo, projetado para a absorção acústica. O material é produzido via processo de compactação a partir de uma mistura de pó de oxido de ferro (Fe2O3) com pó de grafita. A grafita (space holder) misturada ao pó de óxido tem como função a geração de poros secundários. Na fase inicial do trabalho foram estudadas duas formas distintas de remoção térmica da grafita, a primeira, pela reação com o oxigênio do ar atmosférico, e a outra pela sua reação com oxigênio contido nas partículas de oxido. Quando da utilização da sinterização em ar atmosférico, há a total remoção da grafita a temperatura de 850 °C, resultando em um esqueleto poroso formado pela sinterização das partículas de óxido de ferro. O esqueleto poroso foi subseqüentemente reduzido para ferro metálico por tratamento termoquímico em hidrogênio, em diferentes temperaturas, resultando em microestruturas distintas e porosidade podendo variar de 34 a 54 %, para a mesma quantidade de space holder adicionado (42 vol%), devido à retração do material durante a sinterização/redução e poros remanescente do processo de compactação (poros primários). A distribuição de tamanho e o formato dos poros podem ser ajustados pelo controle do cisalhamento das partículas de grafita, ou reduzido pelo recobrimento das partículas com material polimérico, gerando estruturas porosas diferenciadas. Esse método mostra-se eficiente na produção de estruturas porosas especificas para a aplicação de engenharia pretendida, com alta porosidade e conectividade dos poros.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320039.pdf: 7276329 bytes, checksum: 604dd8b569d5d2fa942f1ac47788747f (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta procedimentos e métodos de caracterização e otimização de materiais de absorção sonora, com foco na estrutura porosa do material. O objetivo é desenvolver absorvedores utilizando mínima quantidade de material que proporcionem atenuações desejáveis em faixas específicas de frequência, de acordo com o fluido e condições de temperatura e pressão. Os procedimentos de determinação dos parâmetros relacionados à caracterização dos materiais porosos, resistividade ao fluxo, porosidade, tortuosidade e comprimento característico viscoso e térmico, foram implementados e aplicados. Métodos inversos de caracterização também foram usados e os resultados comparados. Poros retilíneos de geometria variável foram modelados analiticamente e otimizados considerando os efeitos viscotérmicos. As estruturas de alguns materiais porosos foram fotografadas e seus comportamentos acústicos representados numericamente. Os resultados obtidos apresentaram boa concordância com os obtidos experimentalmente. Por último, um material idealizado composto por microestruturas simples composto de tubos de seção variável foi analisado e otimizado. Observou-se a possibilidade de aumento significativo do coeficiente de absorção mesmo para pequenas espessuras <br> / This work presents the procedures and methods for the characterization and optimization of sound absorption materials, focusing on the porous structure of the material. The goal is to develop absorbers using a minimum amount of material that provides desirable attenuation at large or specific frequency bands, according to the fluid temperature and pressure conditions. The procedures for determining the factors related to the characterization of porous materials namely flow resistivity, porosity, tortuosity and viscous and thermal characteristic lengths were implemented and applied. Inverse methods of characterization were also used and the results compared. Rectilinear pores of variable geometry were modeled analytically and optimized considering the viscothermal effects. The structures of some porous materials were photographed and their acoustic behavior represented numerically. The results showed good agreement with those obtained experimentally. Finally, a material composed of idealized simple microstructures of variable section tubes was analyzed and optimized. We observed a significant possibility of absorption coefficient increase even for small thicknesses.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013Bitstream added on 2014-09-24T20:28:33Z : No. of bitstreams: 1 320227.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Neste trabalho apresentamos um modelo teórico que descreve o comportamento dos transientes de corrente observados durante a eletrodeposição de metais sobre um eletrodo que mantém sobre si um arranjo de esferas monodisperas, de tal maneira que a estrutura depositada assume a forma de um arranjo de opalas invertidas, pois preenche os espaços entre as esferas. Para descrever teoricamente essas correntes tomamos como unidade básica um vaso cilíndrico de superfície corrugada, cujo raio muda periodicamente de acordo com z, a coordenada, ou eixo, vertical do vaso corrugado. De acordo como o modelo, a rede porosa é formada pela replicação dessas unidades, dispostas lado a lado em contato íntimo e imersas em uma solução eletrolítica. Para mimetizarmos as reentrâncias que conectam os poros de distintas unidades, concebemos que a superfície lateral desses cilindros permite o fluxo seletivo de espécies. Este fluxo de ingresso ou egresso obedece uma dinâmica de comportamento aleatório acrescida de modulação na intensidade que acompanha a forma da superfície corrugada. A corrente resultante obedece a uma dinâmica complexa que é regulada pela competição entre a cinética de difusão, a cinética química, a reatividade dos íons sobre o eletrodo e intensidade e forma do fluxo lateral que relaciona as unidades estruturais. Os dados teóricos são comparados com os transientes de corrente obtidos em experimentos de litografia de nanoesferas <br> / Abstract: We present a theoretical model that describes the behavior of current transients observed during electrodeposition of metal on an electrode that maintains itself on an array of beads monodisperse, so that the deposited structure takes the form of an array of inverted opals, it ?lls the spaces between the spheres. To describe these currents we take as a basic unit a cylindrical vessel with corrugated surface, whose radius changes periodically according toz, the vertical axis of the corrugated vessel. According to the model, the porous array is formed by replicationofthese units, arrangedside by side inclose contactandimmersed in an electrolyte solution. To mimic the hollow that connect the pores of di?erent units, we conceive that the lateral surface of these cylinders allows for a selective ?ow of species. The inward or outward ?ux obeys a random prescription with its intensity is modulated according the oscillation of the corrugatedsurface. The resulting current obeysa dynamics which is regulated by the competition between di?usion kinetics and the chemical kinetics, the reactivity of ions on the electrode andalso by the intensity and shape of the lateral ?ux among the structural units. The theoretical data are compared with current transients obtained in nanosphere lithography experiments.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:12:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344334.pdf: 6430291 bytes, checksum: 037644ac4308ae14a2b14a08dfd17956 (MD5) Previous issue date: 2016 / Painéis multicamadas são amplamente utilizados nas indústrias automotiva e aeroespacial. Sob a perspectiva vibroacústica, esses setores atuam no aprimoramento desses painéis através do aumento da perda de trans-missão sonora com o intuito de proporcionar maior conforto acústico aos seus consumidores. Neste trabalho, o objeto de estudo é um painel duplo composto por duas placas lisas e sem reforços, preenchido com material poroso. O principal objetivo desta dissertação é analisar diferentes materiais porosos na configuração citada. O estudo parte de uma revisão bibliográfica e, em seguida, é realizada a caracterização dos materiais porosos, na qual foi utilizado um método inverso para a obtenção dos parâmetros macroscópicos. A primeira investigação dos materiais porosos na perda de transmissão é realizada com o auxílio do método da matriz de transferência. A partir dessa abordagem, são analisados os modelos de propagação em meios porosos, os parâmetros caracterizadores, as condições de contorno e propagação em meios estratificados. Ao final dessas análises, o método da matriz de transferência é aplicado na obtenção de configurações otimizadas considerando diferentes materiais dispostos em camadas. Para analisar os oito materiais disponíveis em uma condição mais realista, são realizados testes de perda de transmissão em câmaras reverberantes. Os resultados são comparados com a modelagem em SEA (Statistical Energy Analysis), na qual os materiais porosos são representados através de um modelo de fluido equivalente em que a estrutura do material é considerada flexível. Os resultados em SEA apresentam boa concordância com os experimentais autenticando, além do modelo SEA, o modelo de propagação em meios porosos e os parâmetros obtidos pelo método inverso. Observou-se nos resultados experimentais de perda de transmissão uma forte influência dos vazamentos. As análises indicam, ainda, que a resistividade ao fluxo atua como parâmetro de maior sensibilidade na perda de transmissão.<br> / Abstract : Multilayered panels are widely used in automotive and aerospace industry. From the vibroacoustic perspective, these industries improve the multilayered panels by increasing the sound transmission loss in order to provide more acoustic comfort to consumers. In this work, the object of study is a double panel composed of two flat plates without reinforcement filled with porous materials. The main objective of this work is to analyze different porous materials in the aforementioned configuration. The study starts of the literature review, it is then performed the characterization of porous materials, in which an inverse method was used to obtain the macroscopic parameters. The first investigation of porous materials in the transmission loss is performed with the transfer matrix method. This approach is applied to evaluate the models of propagation in the porous media, materials properties, boundary conditions and propagation in the stratified media. At the end, the transfer matrix method for optimizing acoustical linings is applied to multilayered panels. In sequence, transmission loss tests are performed in reverberation rooms in order to analyze eight materials in a more realistic condition. The results are compared with statistical energy analysis (SEA) model, in which the porous materials are represented using the equivalent fluid model considering the porous materials as flexible material structure. The SEA results exhibits good agreement with experimental results validating also the propagation model in porous media and the parameters obtained by the inverse method. It was observed in the experimental results of transmission loss a strong influence of the leaks. The analyzis also shows that the flow resistivity is the stronger parameter in determining the transmission loss.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduaçao em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211533.pdf: 921600 bytes, checksum: 81d143d32212757bc4f8e1f4960f1021 (MD5) / Resumo: A área de aplicação dos sistemas de bombeamento capilar tem sido ampliada e muitos estudos têm sido voltados para a solução de problemas pendentes relacionados com a sua estabilidade de funcionamento. Estes sistemas apresentam uma forte dependência com as propriedades do elemento poroso que compõe a bomba capilar. Propriedades como o diâmetro crítico de percolação, a permeabilidade e a condutividade térmica determinam os limites de funcionamento destes evaporadores capilares. Este trabalho tem o objetivo de estudar e otimizar as rotas de fabricação de elementos porosos para uso em bombas capilares, assim como, de avaliar a utilização de técnicas baseadas em análise de imagens e em simulação de processos físicos em representações geométricas destas microestruturas para a caracterização das amostras porosas produzidas. Pós de níquel, de aço inoxidável 316L, de mulita e de alumina foram utilizados como matéria-prima para a sinterização dos elementos porosos. Os parâmetros de sinterização foram modificados buscando-se o ajuste das propriedades das estruturas porosas à aplicação em bombas capilares. Dentre as técnicas empregadas para a determinação destas propriedades, pode-se citar: análise de imagens, porosimetria por intrusão de mercúrio e métodos experimentais para determinação da porosidade, da permeabilidade e da condutividade térmica. As rotas de fabricação, assim como, os respectivos parâmetros de sinterização mais adequados são apresentados para cada material utilizado. Elementos porosos de níquel com diâmetro crítico de 0,9 mm, permeabilidade de 86 mD e condutividade térmica de 32 W/m.K, de aço inoxidável 316L com diâmetro crítico de 2,5 mm, permeabilidade de 53 mD e condutividade térmica de 9 W/m.K e de material cerâmico com diâmetro crítico de 0,3 mm, permeabilidade de 35 mD e condutividade térmica de 6 W/m.K foram obtidos. Os elementos porosos cerâmicos fabricados possuem as propriedades mais adequadas para o uso em sistemas de bombeamento capilar.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T18:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T01:25:19Z : No. of bitstreams: 1 151114.pdf: 3627167 bytes, checksum: 2640726420213a830eda66188d075418 (MD5)