Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T04:40:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294820.pdf: 1738752 bytes, checksum: dc72d773ec6939c18c3b540366a7b033 (MD5) / O trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar filmes de PVC com diferentes agentes plastificantes e em diferentes proporções, visando encontrar um substituto para plastificantes como os ftalatos. Os plastificantes utilizados foram o Ftalato de etil-hexila (DOP), Adipato de etil-hexila (DEA), Adipato de di-estiralila (DEA) e um óleo fornecido pela empresa SMG polímeros com nome comercial de OLVEX 51, sendo este último natural de origem vegetal. Os filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades térmicas (através de análise termogravimétrica - TGA - e calorimetria diferencial de varredura - DSC), estruturais (espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier - FTIR) e morfológicas (microscopia eletrônica de varredura - MEV.) As propriedades mecânicas (tensão de ruptura - TR -, porcentagem de elongação -%E - e módulo de Young - MY) também foram investigadas, assim como ensaios de liberação do plastificante em simulador de alimento gorduroso com temperatura constante e controlada de 25°C. A análise de MEV revelou superfícies lisas, homogêneas e isentas de poros para todos os filmes processados, sugerindo uma miscibilidade entre a matriz polimérica e os plastificantes. A adição de maiores concentrações dos plastificantes no filme provocou uma diminuição na estabilidade térmica (TGA), na temperatura de transição vítrea, na tensão de ruptura e no módulo de Young, acompanhada de um aumento na elongação. Foi observado que em filmes obtidos por extrusão as propriedades mecânicas foram mais significativas do que nos filmes obtidos por casting. Na análise de liberação dos plastificantes, foi observado que todos os plastificantes migram para o simulador de alimentos gordurosos, e os resultados demonstram que os adipatos apresentam maior interação com o solvente que os ftalatos e o óleo de origem vegetal. Características como baixa migração do plastificante em "alimentos gordurosos" e a alta porcentagem de elongação sugerem que OLVEX 51 (óleo de origem natural) pode tanto substituir os adipatos, como ftalatos no processo de plastificação do PVC.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:15:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245536.pdf: 26815841 bytes, checksum: 7c39ca99ebc646b4fb2c850d987eeb67 (MD5) / Este trabalho de dissertação de mestrado teve como objetivo estudar experimentalmente o efeito de alguns parâmetros do tratamento térmico de envelhecimento em corpos de prova da liga 356.0 produzidos por três processos de fundição. O estudo experimental foi realizado em corpos de prova obtidos em fundição sob pressão, molde permanente por gravidade (coquilha) e areia a verde. O teor de ferro foi mantido entre 0,8 a 1,2 % e o teor de manganês entre 0,30 e 0,80 %. No tratamento térmico de envelhecimento foi estudado o efeito de duas temperaturas, 155 e 180 oC e o tempo de envelhecimento, sendo o primeiro com 2 h, e os demais de duas em duas horas, até 20 h e o tempo de 28 h, nas amostras obtidas em fundição sob pressão. Nas amostras obtidas em molde de areia a verde e coquilha foi utilizada somente uma temperatura de envelhecimento, 180 oC, e os tempos foram de 6, 10, 14, 16, 20 e 28 h. Os corpos de prova produzidos em fundição sob pressão apresentaram bolhas e deformações após o tratamento térmico de solubilização e envelhecimento; tais características favoreceram a obtenção de propriedades mecânicas inferiores. A formação de partículas intermetálicas devido à presença do ferro e ausência do tratamento de modificação também favoreceu a obtenção de baixos resultados de alongamento nas amostras obtidas por moldes de areia e coquilha. Nos corpos de prova produzidos nos três processos de fundição submetidos ao envelhecimento, houve aumento do limite de resistência e dureza e redução no alongamento em relação às amostras no estado bruto de fundição e solubilizadas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 240534.pdf: 1528863 bytes, checksum: e28484c71f2bd23ed9cb2c651a852e0a (MD5) / O objetivo principal desta tese de doutorado é desenvolver uma metodologia de apoio à calibração de modelos de simulação do desempenho térmico e energético de edificações. Atualmente, existem diversas ferramentas computacionais destinadas à análise energética de edificações. Através de simulação computacional, engenheiros e arquitetos podem avaliar o impacto de determinadas alternativas de projeto no consumo de energia de edificações novas ou existentes. Porém, o uso de tais ferramentas nos escritórios de projeto ainda é pouco expressivo. Um dos principais fatores que contribuem para este cenário é a alta complexidade dos programas existentes, que acabam exigindo muitas horas de dedicação do usuário para sua utilização com precisão. Para minimizar esse problema, metodologias de calibração de modelos computacionais têm sido desenvolvidas nas últimas décadas. De maneira geral, a calibração consiste no processo iterativo no qual o usuário procura ajustar os dados de entrada do seu modelo para obter uma representação adequada do comportamento energético da edificação em análise. Esta tarefa envolve a manipulação de centenas de variáveis de entrada em uma ferramenta de simulação detalhada. No presente trabalho, técnicas de análise de incertezas e sensibilidade sobre modelos computacionais são utilizadas para estabelecer uma metodologia de apoio ao processo de calibração. A estrutura geral da metodologia foi estabelecida em duas etapas. Na primeira etapa é feita uma análise de sensibilidade sobre o modelo básico da edificação. Nessa análise, equações obtidas por meio de regressão do consumo de energia de modelos simulados são utilizadas como um método de cálculo expedito. Identificados e ajustados os parâmetros mais influentes do modelo, por meio de iterações, parte-se para a segunda etapa da metodologia na qual a análise de sensibilidade é aplicada sobre o modelo de simulação detalhada, representado na ferramenta de simulação em uso. Ferramentas estatísticas de amostragem aleatória foram utilizadas na obtenção das equações de regressão do consumo e na metodologia de análise de sensibilidade. O método foi aplicado na simulação de um edifício de escritórios no programa EnergyPlus. Sobre o modelo base do edifício identificou-se que a densidade de cargas internas, os padrões de uso e o Coeficiente de Performance do sistema de condicionamento de ar seriam os parâmetros de maior impacto no consumo. A análise de sensibilidade sobre o modelo detalhado revelou características do sistema de condicionamento de ar como as mais significativas. Com as incertezas remanescentes sobre esses parâmetros, obteve-se um modelo com consumo anual médio de 145 MWh ± 11%, ao nível de 95% de confiabilidade, quando o consumo real da edificação é de 149 MWh. The main objective of this thesis is the development of a methodology to support the calibration procedure of building models, for thermal and energy performance simulation. Nowadays, several computational tools are available to analyze the energy consumption of buildings. Through computer simulation, engineers and architects can evaluate the impact of design alternatives on the energy consumption of existing or new buildings. Nevertheless, the use of such tools in design offices is not expressive. One of the main factors, which contribute to this scenario, is the high level of complexity detected in these programmes. As a result, a lot of hours are spent by users to manipulate this kind of tools accurately. In the last decades, this issue has been mitigated through the development of methodologies for calibration of building models. Generally, the calibration task consists of an iterative process where the user adjusts input data, in order to achieve an adequate representation of the building performance. This task implies on the manipulation of hundreds of input variables in a detailed simulation tool. In the present work, uncertainty and sensitivity analyses over computer models are used to establish a methodology to support the calibration procedure. Such a method was divided into parts. In the first one, a sensitivity analysis is carried out over the basic building model. In this analysis, equations obtained by regression analysis are used to speed up the calculation. After identification and adjustment of the most predominant parameters, using an iterative procedure, the second part of the method is evaluated, and a new sensitivity analysis is carried out, but over the detailed model, constructed in the simulation programme. Statistical tools for random sampling were used to obtain regression equations of the energy consumption and in the sensitivity analysis. The method was applied to the simulation of an office building in the EnergyPlus programme. Over the base model of the building, the internal load density, schedules and the Coefficient of Performance (COP) of the air conditioning system were identified as significant parameters. The sensitivity analysis over the detailed building revealed that some characteristics of the air conditioning system were the most significant. With the uncertainties remained about these parameters, a virtual model was established, with an estimated annual energy consumption of 145 MWh ± 11%, at the 95% of confidence level, while the real consumption of the building was about 149 MWh.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T12:03:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244419.pdf: 4453366 bytes, checksum: 73a3c9da4be0dc42e984cc60b862f368 (MD5) / O objetivo geral deste estudo foi desenvolver e caracterizar filmes formados por blendas de gelatina, um polímero natural e poli(acrilamida-co-ácido acrílico), um polímero sintético, em diferentes proporções, combinando a biodegradabilidade da proteína e as propriedades mecânicas do componente sintético. Para promover uma melhora em algumas de suas propriedades, foi adicionado sorbitol como agente plastificante e hidrocloreto de 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) como agente de reticulação. Estes filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades térmicas (através de análise termogravimétrica - TGA, calorimetria diferencial de varredura - DSC e análise termomecânica - TMA), estruturais por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier - FTIR e morfológicas através de microscopia eletrônica de varredura - MEV. As propriedades mecânicas (tensão de ruptura - TR, porcentagem de elongação - %E e módulo de Young - MY) foram também investigadas, assim como ensaios de absorção de vapores de água na umidade relativa de 98%. As análises de DSC e TMA indicaram miscibilidade entre os componentes, comprovada pela presença de uma única temperatura de transição vítrea e pela homogeneidade dos filmes formados. A adição de sorbitol nas blendas provocou uma pequena diminuição na estabilidade térmica dos filmes, na temperatura de transição vítrea, na tensão de ruptura e no módulo de Young, acompanhada de um aumento na elongação e na absorção de vapores de água. Os filmes reticulados apresentaram um grau máximo de reticulação de 70%. Este processo alterou também algumas das propriedades dos filmes, como temperatura de transição vítrea, tensão de ruptura e módulo de Young, para valores menores e aumentou consideravelmente a elongação dos filmes e a absorção a vapores de água, sugerindo que o processo de reticulação causou uma desestabilização na estrutura da gelatina. Características como baixa solubilidade em água e alta porcentagem de elongação são favoráveis a aplicação destes materiais como embalagens.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:39:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255098.pdf: 3928389 bytes, checksum: 494a766f18af25327a7e680e3bf8b306 (MD5) / Estruturas fibrosas são especialmente indicadas para filtração a temperaturas elevadas, pela alta permeabilidade aliada à alta eficiência de coleta. Neste trabalho, mantas refratárias sílico-aluminosas comerciais foram prensadas uniaxialmente, utilizando-se 10% em massa de acetato de polivinila como ligante. Após a prensagem as amostras foram submetidas a um tratamento térmico a 500°C durante 1 h para degradação do polímero. Subsequentemente, as amostras foram sinterizadas a temperaturas de 1200°C e 1350°C durante 1 h, resultando em uma estrutura fibrilar porosa com densidades relativas entre 0,28 e 0,43, que correspondem a porosidades na faixa de 53% a 73%, respectivamente. A arquitetura tridimensional de uma cerâmica celular/fibrosa (densidade relativa <0,3) foi caracterizada pelos seguintes parâmetros morfométricos: distribuição de tamanho de poro, espessura da parede, grau de anisotropia, densidade de conectividade, índice estrutural, porosidade e natureza de poros (fechados/abertos). Neste trabalho foi avaliada a influência desses parâmetros nas propriedades mecânicas de filtros fibrosos. A morfologia dos filtros fibrosos foi caracterizada através de microscopia eletrônica de varredura, software de análise de imagem (IMAGO®) e microtomografia computadorizada ( -CT). A resistência mecânica foi avaliada através de ensaios de compressão. Ensaios de permeabilidade, resistência à flexão de 4 pontos e eficiência de coleta em função da temperatura foram efetuados e os resultados comparados aos filtros existentes. Os valores obtidos para a permeabilidade e eficiência de coleta estão na ordem de grandeza esperada para filtros de gases, apresentando assim grande potencial para aplicações industriais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252391.pdf: 1646869 bytes, checksum: 4539f2f2a9fb7b68835ed45471d550fc (MD5) / Os termossifões são dispositivos de condutividade térmica muito elevada, sendo capazes de transportar grandes quantidades de calor quando sujeitos à pequenos gradientes de temperatura. Em sua forma mais simples são formados por um tubo oco (geralmente metálico) contendo um fluido de trabalho, sendo divididos em três regiões principais: evaporador, onde calor é fornecido ao dispositivo, secção adiabática (que pode ser minimizada e até não existir) e condensador, onde calor é rejeitado. O presente trabalho apresentada primeiramente uma extensa revisão bibliográfica sobre termossifões e tubos de calor aplicados a altas temperaturas, ou seja, temperaturas superiores a 350 oC. As informações sobre tubos de calor são úteis para o entendimento dos aspectos mecânicos envolvidos em termossifões. Esta revisão engloba um levantamento bibliográfico dos candidatos ao fluido de trabalho e investiga modelos matemáticos da literatura afim. Correlações para a predição de diversos coeficientes de troca térmica encontrados durante a operação de termossifões são também apresentadas. Um modelo teórico do comportamento térmico de um termossifão com metal líquido como fluido de trabalho é desenvolvido. Os processos de condensação e evaporação que ocorrem no interior do termossifão são modelados a partir do modelo de Nusselt para paredes planas. Tanto a distribuição de temperatura na parede do invólucro quanto a previsão das espessuras dos filmes de condensado no interior do tubo são modelados. Métodos numéricos são empregados na solução deste modelo. A fim de gerar dados para comparação com o modelo proposto, um estudo experimental é desenvolvido. Este envolve a construção de uma bancada experimental, que permite a análise do desempenho térmico dos termossifões que empregam mercúrio como fluidos de trabalho. Os resultados teóricos do modelo apresentaram uma boa concordância com os dados experimentais no condensador, porém no evaporador a comparação é menos precisa, conseqüência do coeficiente de transferência de calor da piscina e das considerações adotadas no modelo desenvolvido. Thermosyphons are high thermal conductivity devices that can transfer high quantities of heat when subjected to small temperature gradients. In its most simple form, a thermosyphon is a hollow evacuated metal pipe, charged by a pre-determined amount of an appropriate working fluid. It can be divided into three main sections: evaporator, where the heat is delivered to the device, an adiabatic section (which may or may not exist) and a condenser, where the heat is released. First, an extensive literature review about thermosyphons and heat pipes for higher temperature levels (above 350o C) is presented. Information about heat pipes are useful for understanding the mechanical aspects involved in thermosyphons. The working fluid candidates are examined and some mathematical models are investigated. Literature correlations for several heat transfer coefficients observed during the operation of thermosyphons are also presented. A mathematical model is developed to predict the thermal behavior of liquid metal thermosyphon. The condensation and evaporation process are modeled based on the Nusselt model for flat plates. The temperature distribution along the tube and the thickness of the working fluid films are also modeled. Numerical methods are employed to solve the mathematical model developed. To generate data to be compared with the theoretical results, an experimental study was conducted, including the construction of an apparatus, which allows mercury thermosyphon tests in high temperature levels. The theoretical results of the model showed good agreement with experimental data in the condenser, but the comparison is less accurate in evaporator, consequence of the heat transfer coefficients of the pool and considerations adopted this model.

[pt] O conhecimento das propriedades térmicas dos solos é de grande importância em muitos projetos de engenharia e outras situações onde ocorre a transferência de calor nos solos, como em projetos de rodovias, de tubulações para petróleo, água, gás, cabos elétricos enterrados, aplicação de técnicas para remedição de solos contaminados, entre outros. A propagação de calor nos solos é governada pelas suas propriedades térmicas e essas propriedades devem ser determinadas experimentalmente. A presente Dissertação teve como objetivo principal a avaliação da influência da mineralogia, do índice de vazios e do teor de umidade em propriedades térmicas de solos. As principais propriedades térmicas dos solos são condutividade térmica, resistividade térmica, difusividade térmica e calor específico. Foram avaliados experimentalmente a condutividade, a difusividade, o calor específico dos solos e o calor específico dos sólidos. Trabalhou-se com misturas em diferentes proporções de materiais argilosos e arenosos. Os solos foram fabricados a partir de diferentes proporções de Caulim, Bentonita e Areia Quartzosa, formando-se nove solos diferentes. Os solos fabricados foram caracterizados física, química e mineralogicamente. Para a determinação da condutividade térmica e da difusividade térmica aplicou-se o método da sonda térmica de imersão em solos. O calor específico dos solos e o calor específico dos sólidos foram estimados através de equações propostas na literatura consultada. Os corpos de prova foram confeccionados por compactação estática e por vibração. Foi observado que os parâmetros térmicos são dependentes da umidade, do índice de vazios e da mineralogia dos solos de formas diferentes e, eventualmente, opostas, sendo a influência da umidade mais significativa. Foi proposta uma correlação para estimar o calor específico de areias quartzosas que depende apenas do teor de umidade gravimétrica. / [en] The knowledge of thermal properties of soils is of great relevance in many engineering projects where the transference of heat in soils occurs, such as: projects of highways, oil, water and gas pipeways, electric cables embedded in the ground and application of techniques for remediation of contaminated soil. The propagation of heat in the ground is governed by its thermal properties and these properties should be determined by laboratory tests. This Dissertation has as main objective the evaluation of the influence of mineralogy, voids ratio and water content in thermal soil properties. The main thermal properties of soils are thermal conductivity, thermal resistivity, thermal difusivity and specific heat. Soil conductivity and difusivity were obtained experimentally, while the specific heat of soil and specific heat of solids were obtained through equations proposed in the currente literature. The soils used comprised mixtures in different ratios of clayey and sandy materials employing different ratios of commercially found Kaolin, Bentonite and Quartz pellets, forming nine different soils. The prepared soils were characterized in their physical, chemical and mineralogical aspects. For the determination of the thermal conductivity and the thermal diffusivity it was employed the methodology of insertion of a thermal needle in the soils. Both vibration and static compaction techniques were used in the preparation of the soil samples to be tested. It was observed that the thermal parameters are dependent on the water content, voids ratio and mineralogy of the soil in different and, eventually, opposite ways.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Ciências Rurais. Programa de Pós-graduação em Ciência do Solo / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T13:37:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 91799.pdf: 2553594 bytes, checksum: 9c1308fe8c79d56cf5c159c9f6dd6c56 (MD5) Previous issue date: 1979 / Em diversas situações práticas, tais como em reservatórios e vasos de contenção, cascas de revolução podem estar submetidas a distribuições de temperatura e carregamentos estáticos das mais diferentes formas. No presente trabalho desenvolve-se um modelo analítico numérico para a determinacão de deslocamentos, tensões resultantes e deformações, objetivando possibilitar a análise do comportamento de cascas nestas situações. O desenvolvimento analítico é realizado, utilizando-se a primeira aproximação de Love, e a formulação numérica é feita através de diferenças finitas, sendo os resultados obtidos por meio de um programa digital.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:06:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 213661.pdf: 944266 bytes, checksum: c90a686a93e5b19f046582517fd11c44 (MD5) / Este trabalho apresenta uma investigação experimental e teórica sobre o uso do método fluximétrico para determinação de condutividade térmica em materiais de construção civil; particularmente materiais com condutividades térmicas entre 0,04 e 1,00W/mK. O objetivo principal é efetuar uma análise dos erros decorrentes da aplicação deste método. As medições foram realizadas de acordo com a Norma ISO 8301 e Projeto de Norma Brasileira 02:135.07-001/5. Utilizaram-se amostras de poliestireno expandido e vidro, com espessuras de 10 e 20mm, nas quais foram efetuadas as medições de condutividade térmica. Analisouse, também, através de um modelo matemático, a influência dos diversos parâmetros como: material e espessura da amostra, isolamento lateral, coeficiente de troca de calor por convecção, material do fluxímetro e temperatura da placa fria no valor da condutividade térmica medida. Através das simulações, verificou-se que a principal fonte de erro nas medições é a espessura e o material da amostra ensaiada. Sendo que quanto maior a