Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318269.pdf: 2121143 bytes, checksum: 7a2589298c6236d5b418eecc331bee13 (MD5) Previous issue date: 2013 / A utilização de reatores em bateladas sequenciais com grânulos aeróbios (RBSG) tem sido umas das tecnologias mais investigadas nos últimos anos para o tratamento biológico de águas residuárias, no entanto os estudos têm sido realizados em reatores alimentados com esgoto sintético. Para a consolidação desta tecnologia faz-se relevante compreender como se dá o comportamento desta quando empregada em situação real. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho avaliar o tratamento de esgoto sanitário em um reator operado em bateladas sequenciais com grânulos aeróbios, em escala piloto. O reator, com volume útil de 0,1163 m³, foi operado por 238 dias, com ciclos operacionais de 4 horas e velocidades ascensionais de ar entre 1,2 e 1,4 cm·s-1. A formação de grânulos aeróbios utilizando esgoto sanitário demonstrou ser viável e grânulos com diâmetro médio variando entre 0,4 a 0,6 mm foram obtidos a partir dos 150 dias de operação, sendo esta biomassa com boa sedimentação, ou seja, IVL30 abaixo de 80 mL·g-1. A concentração média de sólidos suspensos totais (SST) foi de 2 g SST·L-1. A idade do lodo variou de 10 a 20 d, com a estabilização da biomassa, e µobs esteve próximo de 0,1 d-1. O fator de rendimento observado da biomassa apresentou valor médio de 0,62 ± 0,57 g SSV·g DQO-1. A eficiência média de remoção de DQOS e DQOT foi de 78 ± 9% e 70 ± 18%, respectivamente. O reator apresentou eficiências médias de remoção de 78 ± 14% para a DBO5,20º, de 99,6% para NH4+-N e de 36,5 ± 14,5% para o NT. O Activated Sludge Model n. 3 (ASM3) foi modificado e implementado no programa AQUASIM. No modelo desenvolvido (ASM3m) incorporaram-se processos de crescimento e armazenamento de polímeros celulares dos micro-organismos heterotróficos, ocorrendo de forma simultânea, além de o nitrito ser considerado como produto intermediário dos processos de nitrificação e desnitrificação. Foi simulado o comportamento das variáveis DQOS, QO2 (velocidade de consumo de oxigênio), NH4+-N, NO2--N e NO3--N durante um ciclo operacional. A simulação do processo de biodegradação da DQOS e QO2 realizada pelo modelo ASM3m apresentou comportamento mais próximo à situação experimental do que o modelo ASM3. Os dados das simulações obtidas do processo de nitrificação não responderam com confiabilidade, sendo discrepantes dos dados reais obtidos experimentalmente.<br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:17:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325565.pdf: 2342743 bytes, checksum: fd2f8adfd91b82ac7d648d696781d05f (MD5) Previous issue date: 2013

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:27:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322011.pdf: 3926655 bytes, checksum: 69a388698aa6d71f54b802f022f8f99f (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta o Método RNM como uma alternativa ecientepara a modelagem de uxo disperso, perdas por correntes induzidas eforças em transformadores e reatores de potência.São apresentados os conceitos necessários para modelagem de distribuição de uxo magnético através de tubos magnéticos, bem como apropagação de onda eletromagnética no interior de domínios condutores.Desta forma, pode-se então modelar tais regiões condutoras comoimpedâncias magnéticas e obter os valores de perdas.Através dos conceitos apresentados, pode-se elaborar um modelo deparâmetros concentrados, um circuito magnético, que caracterize ocomportamento magnético do equipamento em questão. Para resolu-ção deste circuito, elabora-se uma rotina computacional que é testadocomparando os resultados obtidos com os calculados via Método deElementos Finitos 2D e 3D. <br> / Abstract : This work aims to present the RNM method as an ecient option tomodel leakage ux and stray losses, as well as forces, in power transformersand power reactors.The basic concepts to model leakage ux through the ux tubes theoryare presented, as well as the wave propagation along conductivedomains. Thus, it is possible to model those conductive domains asmagnetic impedances to compute the losses along it.With the above mentioned theory, it is possible to elaborate a lumpedparameters, i.e. magnetic circuit, which characterizes the magneticdevice behavior. In order to solve the mentioned circuit, it is implementeda computacional routine, which is tested trough the comparisonbetween its results with those obtained using the Finite ElementsMethod (FEM) 2D and 3D.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342216.pdf: 4903930 bytes, checksum: 1fc2c99e8741f3c06ecb224e2cea7e83 (MD5) Previous issue date: 2016 / O aproveitamento energético do biogás é uma maneira de minimizar as emissões de gases de efeito estufa, como o gás metano, e explorar uma fonte de energia renovável. A utilização do biogás gerado no tratamento de efluentes líquidos em reatores anaeróbios tipo UASB, se integra nessa proposta de boa prática em ETE. A melhoria na eficiência energética e aproveitamento de biogás em sistemas de tratamento com reator UASB dependem de um maior conhecimento sobre o comportamento da produção de biogás e de medidas no âmbito construtivo e operacional. Neste contexto, o objetivo geral desse estudo foi avaliar o potencial de geração de biogás para fins energéticos em reatores anaeróbios tipo UASB/RALF em escala plena a partir de medições Os objetivos específicos deste trabalho foram: a) Analisar em tempo real a vazão e composição do biogás; b) Estabelecer as relações unitárias de produção específica de biogás para cada ETE e correlacionando-as com as condições operacionais e ambientais; c) Estimar o potencial de geração de energia. Para atingir os objetivos propostos foram realizadas medições em seis estações de tratamento de esgoto durante doze meses através de medidores online das concentrações de DQO, das vazões de esgoto e de biogás, e da qualidade do biogás. Os resultados mostraram que para reatores UASB a concentração de metano média variou de 70 a 80%, CO2 de 6 a 12% e de H2S de 1300 a 2100 ppm, e que estas não sofreram grandes variações durante o ano. A vazão de biogás teve um comportamento periódico e variável de acordo com as diferentes condições operacionais, apresentando redução após eventos significativos de chuva. De maneira geral as relações unitárias de produção de biogás apresentaram valores inferiores ao esperado, indicando perdas de biogás. Os valores obtidos variaram de 81 a 142 NL de CH4/kgDQOrem, com eficiências de remoção de DQO de 63 a 88%. Os reatores com boa vedação atingiram valores de produção específica de biogás de 17 l/hab.d, 89 l/m3 de esgoto e 179 l/kg DQOremovida. A geração de energia elétrica específica para esse caso foi de 17,8 kWh/hab.ano. As demais estações apresentaram valores inferiores devido a maiores perdas de biogás.<br> / Abstract : The energy recovery of biogas is way of minimizing the greenhouse gas emissions such as methane and explore a renewable energy source. The use of the biogas generated by wastewater anaerobic treatment in UASB reactors integrates in this proposal of good practices in WWTP. The energy efficiency improvement and the recovery of biogas in WWTP with UASB reactors depend of a better knowledge of the biogas production behavior and of constructional and operational measurements. The specific aims of this study were a) To quantify the biogas flow and composition; b) To establish unitary yields of specific biogas production for each WWTP, correlating them to the operational and environmental conditions; c) To estimate the energy potential of each WWTP analyzed. In order to achieve this goals, six wastewater treatment plants with UASB reactors were monitored during 12 months by online measurements of COD, wastewater and biogas flow, and biogas quality. The results showed that the average CH4 concentration ranged from 70 to 80%, the CO2 from 6 to 12% and the H2S from 1300 to 2100 ppm, and didn?t show much variation during the year. The biogas flow had a periodic and variable behavior according to the different operational conditions, decreasing after heavy rainfall. In general, the specific biogas production yields were lower than expected, indicating biogas losses. The values obtained ranged from 81 to 142 NL of CH4/kgCODremoved and the COD removal efficiencies from 63 to 88%. The well sealed reactors achieved biogas production yields of 17 L/inhab.day, 89 L/m3wastewater e 179 l/kg CODremoved. In this case, the unitary electrical energy potential was 17,8 kWhel/inhab.year. The others WWTP presented lower values due to higher biogas losses.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T19:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 198524.pdf: 8425158 bytes, checksum: 6013fea7178b788416e290cd878f0efd (MD5) / Neste trabalho é apresentado o estudo de reatores eletrônicos para lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão de 250W, onde o estágio de correção do fator de potência está integrado ao conversor CC-CA. Com objetivo de oferecer mais de uma solução, foram desenvolvidos estudos para duas topologias distintas. A primeira estrutura, (CIC-CPPFC) apresenta como principal vantagem, o fato que a corrente na carga é a mesma corrente do estágio de correção do fator de potência, dando a característica de alto rendimento. Na segunda, (VS-CPPFC) tem-se fator de potência aproximadamente unitário, com baixo fator de crista e potência da lâmpada praticamente constante frente ao envelhecimento da mesma. Princípio de funcionamento, equacionamentos, metodologia de projeto e projeto são realizados, visando à implementação prática em laboratório. Resultados experimentais das duas estruturas são apresentados e discutidos, validando os estudos realizados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T09:59:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206351.pdf: 1192205 bytes, checksum: 39047f73528496df8f65b5964a73dea1 (MD5) / É proposto neste trabalho um regenerador de energia para o teste de burn-in de reatores eletrônicos para lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão de 250W. A estrutura proposta substitui o banco de resistores, que tradicionalmente é utilizado pelos fabricantes neste tipo de teste, drenando a corrente de carga exigida, mas apresentando a vantagem de que a maior parte da energia é devolvida à rede elétrica. A corrente devolvida apresenta baixa taxa de distorção harmônica e elevado fator de potência. Através do regenerador de energia, consegue-se realizar o teste com um desperdício mínimo de energia e pretende-se incentivar o uso desse tipo de tecnologia com o objetivo de se utilizar mais racionalmente a energia elétrica produzida no país.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T02:10:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 207808.pdf: 1573735 bytes, checksum: e9d2015895f3aae343c01e5664d3dde8 (MD5) / Neste trabalho é feito um estudo de algumas topologias de reatores eletrônicos com alto fator de potência para lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão. Baseado no estudo de uma topologia de um reator de baixo custo, este trabalho tem como objetivo oferecer ao mercado uma solução com melhores características que os reatores eletromagnéticos atuais e com menor custo que os reatores eletrônicos atuais. Primeiramente, são apresentados conceitos de ótica e iluminação, para melhor elucidar os termos utilizados ao longo deste trabalho. É realizado um estudo das características mecânicas e elétricas da lâmpada de vapor de sódio de alta pressão, bem como uma análise de seu comportamento para diferentes faixas de freqüência de operação. Posteriormente, é feito o estudo do retificador passivo para correção do fator de potência. A seguir, são apresentadas diversas topologias de filtros de saída para o reator proposto e estratégias de modulação para uma melhor eficiência na alimentação da lâmpada e adequação às normas vigentes. Finalmente, é realizado um estudo das características do microcontrolador utilizado no comando do reator, bem como dos softwares implementados para supervisão e controle globais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T05:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 190147.pdf: 1617344 bytes, checksum: ff7f725afc7292aa1a894a28e6e842c4 (MD5) / Este trabalho apresenta o projeto de quatro reatores eletrônicos para lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão de 250W e 400W. Os reatores eletrônicos desenvolvidos apresentam um elevado rendimento, um alto fator de potência e alimentam as lâmpadas em alta freqüência. Com o objetivo de oferecer mais de uma solução para a iluminação com lâmpadas de vapor de sódio de lata pressão, foram desenvolvidos dois reatores para cada potência de lâmpada. Portanto, tanto para lâmpada de 250W quanto para a de 400W, projetou-se um reator utilizando estágio ativo de correção do fator de potência e uma segunda opção, cujo estágio de entrada baseia-se em um conversor passivo de elevado fator de potência. O estágio que fornece energia à lâmpada é composto pelo inversor, que é responsável pela aplicação de uma tensão em alta freqüência à lâmpada, por um elemento chamado "ballast", cuja função é limitar a corrente após a ignição da lâmpada, e pelo ignitor. Incluiu-se neste trabalho análise teóricas, equacionamentos matemáticos, procedimentos de projeto, detalhes construtivos e resultados experimentais dos quatro reatores desenvolvidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T15:29:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203344.pdf: 1437939 bytes, checksum: adaf8de2ab6d9237e5fd18dda2d3a750 (MD5) / Este trabalho apresenta os estudos da integração entre o estágio de correção de fator de potência com a conversão CC-CA aplicada em reatores eletrônicos para lâmpadas fluorescentes. Realiza-se a análise de duas técnicas de integração envolvendo estudos analíticos e o desenvolvimento de uma metodologia de projeto. O enfoque dado ao trabalho é concentrado em estruturas com número reduzido de componentes visando robustez, simplicidade e baixo custo para uma eventual produção industrial. Apresentam-se resultados práticos provenientes da implementação de protótipos, onde foram aplicadas as metodologias de projeto propostas. São apresentados também os resultados da implementação da técnica em reatores comerciais evidenciando a simplicidade para a implementação da solução em larga escala. Os estudos e resultados apresentados envolvem o atendimento de várias prescrições de desempenho das normas nacionais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T13:17:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T00:14:56Z : No. of bitstreams: 1 184454.pdf: 95405311 bytes, checksum: 5c6189d388f3d03828d09b7cf27c6fd7 (MD5) / Nesta tese, apresenta-se o desenvolvimento e a validação de um reator piloto para processamento de materiais por plasma. O trabalho foi estruturado com o emprego de uma metodologia de desenvolvimento de produtos industriais, derivada dos conceitos introduzidos por Pahl e Beitz e adaptada no Núcleo de Desenvolvimento Integrado de Produtos - NeDIP/UFSC. A base de conhecimento sobre a qual foi erguido o trabalho consiste, além da literatura pertinente às disciplinas envolvidas, dos resultados de um extensivo programa de pesquisas em processamento de materiais por plasma desenvolvido na última década no âmbito do Laboratório de Materiais - labMAT/UFSC. Os processos por plasma considerados são a sinterização de materiais metálicos e a etapa de extração de ligantes no processo de moldagem de pós por injeção - PIM (powder injection moulding). Por sua natureza, entretanto, o sistema desenvolvido permite ainda a execução de processos de tratamento superficial, como nitretação e cementação, e de limpeza, por sputtering. A possibilidade de reunião de diferentes processos em ciclo único no reator representa um novo conceito na produção de componentes mecânicos pela tecnologia da metalurgia do pó. Demonstra-se a efetiva possibilidade de se promover o aquecimento por plasma de lotes de componentes mecânicos, obtidos via metalurgia do pó, até os níveis de temperatura requeridos para sua sinterização. Uma forte natureza multidisciplinar caracteriza este projeto, que envolve a seguinte coleção de áreas de conhecimento: física de plasmas, engenharia de materiais, termociências, tecnologia de vácuo, eletrônica de potência, instrumentação e controle de processos. A integração coordenada destas áreas de conhecimento no espaço de desenvolvimento do reator piloto foi promovida pela sistematização inerente à metodologia de desenvolvimento de produto adotada. O produto do trabalho (reator piloto) constitui um resultado em si, que vai ao encontro de argumentos que corroboram a validade e a importância do emprego de metodologias de desenvolvimento de produto na síntese de soluções com aplicação no parque industrial. A partir de um conjunto de necessidades pertinentes ao produto, ao usuário e aos processos, foi sintetizado um conjunto de informações que se mostrou suficiente para a construção do reator piloto. O reator construído corresponde, em resumo, a um núcleo de contenção do processo, formado por uma câmara de vácuo, especialmente projetada para acomodar os elementos acessórios que desempenham funções relativas ao processamento, e um conjunto de sistemas 'satélites': sistema de vácuo, sistema de alimentação de energia, sistema de suprimento da mistura gasosa, sistema de abertura e fechamento da câmara, sistema de arrefecimento e sistemas de condicionamento de sinais de entrada e saída, analógicos e digitais. Estes sistemas foram devidamente adaptados para permitir a implementação das funções que tornaram possível a automatização dos ciclos de processamento: programação, monitoramento, registro e controle. A interface com o usuário se dá através de um computador, que mantém em execução o software SISREAT desenvolvidos paralelamente. Um segundo software, GRAFREAT, foi desenvolvido para a emissão de relatórios. Ainda, para viabilizar o funcionamento do controle de temperatura, foi desenvolvido um algoritmo de supressão de arcos, integrado a um algoritmo PID clássico usado no controle de processos em geral. A validação do reator piloto foi realizada com experimentos de processamento em ciclo único de componentes moldados por injeção, reunindo-se as etapas de extração do ligante e sinterização. Lotes piloto de componentes foram processados em diferentes configurações de suportes de componentes. As principais propriedades de interesse nos materiais obtidos são apresentadas e discutidas.