Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutora em "Doctorado Europeu", no Departamento de Física Fundamental y Experimental, Electrónica y Sistemas da Universidad de La Laguna, sob a orientação na FEUP do Doutor Armando Carlos Figueiredo Coelho de Oliveira, e na Universidad de La Laguna da Doutora Lourdes Garcia Rodriguez

Termodinámica. 4. Aislamiento

Este trabalho analisa, através do emprego de simulador físico, os efeitos da adição do nióbio no aço SAE 1141 e seu comportamento como refinador de grão e endurecedor por precipitação, nas altas temperaturas de forjamento e tempos de reaquecimento aplicados industrialmente. Analisa também qual a influência das deformações e velocidades de resfriamento sobre o tamanho de grão austenítico, microestrutura, dureza, cinética da precipitação e propriedades finais. Na definição dos parâmetros de simulação foram observadas rotinas de produção de peças forjadas comercialmente, a literatura técnica, e possíveis alterações que otimizassem as propriedades do aço em estudo. Para tanto foram definidas as temperaturas de forjamento 1100, 1200 e 1250°C, a taxa de deformação de 1/s, as deformações de 30, 50 e 70%, e as velocidades de resfriamento de 36, 60, 100 e 150°C/min. Os resultados indicaram que a velocidade de resfriamento tem papel preponderante na microestrutura final, que variou de um agregado de ferrita e perlita para bainita (às vezes com alguma martensita) a medida em que a velocidade de resfriamento aumenta. A simulação térmica indicou que tamanho de grão austenítico aumenta a medida em que se eleva a temperatura de reaquecimento e que existe apenas um pequeno efeito ancorador de grão do nióbio nesse quesito, quando não estiver presente alguma deformação Foi observado, através da simulação física que, com a presença de deformação, principalmente para as temperaturas menores de reaquecimento, a precipitação induzida por deformação parece ancorar o crescimento dos grãos recristalizados, resultando num tamanho de grão austenítico menor. Esse trabalho constitui parte integrante do projeto de desenvolvimento da tecnologia dos aços microligados, num esforço conjunto do Laboratório de Metalurgia Física – LAMEF, através do Grupo de Desenvolvimento de Aços Microligados, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, em parceria com a Aços Finos Piratini e DANA – Albarus, com o apoio da CAPES.

O principal objetivo deste trabalho consiste em utilizar o programa EnergyPlus para simular e analisar o nível de conforto térmico dos moradores de uma edificação térrea simples. Para tanto, escolheu-se e definiu-se uma casa popular padrão que será utilizada para as cidades de Belém, PA, Brasília, DF, São Paulo, SP e Recife, PE. Em relação a esta residência e aos seus moradores foram determinadas diversas características, entre elas, rotinas de ocupação, nível de atividades, fator de vestimenta e número de moradores. Ganhos internos (lâmpadas e equipamentos elétricos) e renovação do ar (infiltração e ventilação) foram, também, considerados neste trabalho. O conforto térmico dos ocupantes da habitação foi simulado e analisado para uma semana representante da época do ano com a temperatura mais elevada, e outra semana que representa o período de frio ou chuvas, ou seja, época do ano com temperaturas mais baixas. Para esta etapa necessitou-se a utilização de arquivos climáticos das quatro capitais brasileiras citadas acima. Os níveis de conforto térmico foram determinados e estudados conforme a metodologia de Fanger, que utiliza os seguintes parâmetros: temperatura, umidade relativa e velocidade do ar, temperatura média radiante do ambiente, vestimenta e metabolismo dos indivíduos. Este estudo foi realizado para um ambiente em evolução livre e analisou-se somente a sala e os quartos da residência. Também não foram considerados neste trabalho os equipamentos elétricos com o intuito de melhorar o conforto térmico como, por exemplo, ventiladores A ferramenta de simulação computacional utilizada para o cálculo do conforto térmico neste trabalho foi o programa EnergyPlus. Para a simulação do conforto necessitou-se calcular a infiltração e a ventilação na residência, e com este intuito utilizou-se uma sub-rotina deste programa baseada no modelo de fluxo de ar multizonal COMIS. Os resultados obtidos para o conforto térmico, através dos valores de PMV, nos dias analisados das quatro cidades em que foi realizado o estudo mostraram-se bastante coerentes com as condições externas e internas da residência, indicando a boa capacidade do programa EnergyPlus nestes casos simulados. Calculado e analisado o conforto térmico das pessoas, melhorias nas estruturas da edificação foram sugeridas a fim da obtenção de condições otimizadas para os ocupantes desta habitação.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência dos parâmetros de tratamentos termomecânicos (TTM), quais sejam: tempo, temperatura e deformação aplicadas à liga UNS N07718, a fim de se avaliar a variação da quantidade de fase δ bem como a variação da dureza da liga para cada condição de tratamento definida. Obtendo-se por fim diagramas triaxiais que representem os dados de forma condensada. Para atingir estes objetivos as amostras foram primeiramente solubilizadas a 1040ºC por 1 hora, posteriormente foram aplicados cinco níveis específicos de deformação (0%, 15%, 30%, 45% e 60%) referentes a altura dos corpos de prova. Após aplicou-se o tratamento térmico de envelhecimento, com cinco diferentes intervalos de tempo (1,4; 2,8; 13,8; 28 e 138 em horas) e também de temperatura (600, 700, 800, 900 e 1000 em ºC), da inter-relação destes parâmetros obteve-se quinze diferentes condições de tratamento termomecânico. Quatro amostras foram somente solubilizadas e deformadas e uma amostra foi somente solubilizada. Avaliou-se nas amostras já tratatadas termomecanicamente a quantidade de fase δ gerada em cada condição. As propriedades mecânicas foram obtidas por meio da medida da dureza Vickers. A representação dos dados obtidos pelo TTM pode é representada de forma condensada em diagramas tipo triaxiais que possibilitam extrair informações do TTM sob uma ótica diferenciada da tradicional, favorecendo a visualização dos fenômenos que poderiam governar as alterações no que tange as propriedades mecânicas da liga. / This work aims to evaluate the influence of different thermomechanical parameters such as time, temperature and deformation (TMT) applied to UNS N07718 alloy in order to appraise the δ phase content and hardness changes on each evaluated condition. Obtaining finally triaxial diagrams that represent the data in a condensed form. Samples were first solubilized at 1040 ºC during one hour and the submitted to five levels of deformation (0%, 15%, 30, 45% and 60% relative the initial height of the specimen). Secondly the samples were aged during five different times (1,4; 2,8; 13,8; 28 and 138h) and temperatures (600, 700, 800, 900 and 1000 ºC). Fifteen different thermomechanical treatment conditions were obtained through the correlation of such parameters. Four specimens were only solubilized and deformed, and one was just solubilized. For each sample δ phase content evaluation was performed. Mechanical properties were obtained by Vickers Hardeness. The representation of data obtained by TMT can be represented in a condensed form in type triaxial diagrams that allow to extract information from the TMT in a different perspective of traditional, favoring the view of the phenomena that they could rule changes with respect to mechanical properties of the alloy.

O presente trabalho é um estudo experimental do comportamento térmico de dois tipos de coberturas planas: cobertura verde e terraço. Através do monitoramento de uma bancada experimental, construída na cidade de Pelotas, RS, foram obtidos conjuntos de dados relativos a períodos de uma semana, sendo uma em período de verão e a outra no inverno. São descritos a bancada experimental e os métodos usados, assim como apresentados os sensores e equipamentos empregados. Na análise do desempenho térmico foram comparadas as temperaturas superficiais obtidas em três camadas diferentes de cada cobertura, bem como os dados de temperatura do ar, registrados no exterior e no interior da bancada, em câmaras sob as coberturas em estudo. Quanto às temperaturas superficiais, a externa, registrada na cobertura verde, apresentou menor amplitude de variação, nos dois períodos analisados; a interna foi menor no verão, e praticamente igual à do terraço, no inverno. Quanto à temperatura do ar interno, no verão, a da cobertura verde foi sempre menor e, no inverno, em dias de frio mais intenso, ela tornou-se superior ou igual à temperatura interna no terraço. A cobertura verde apresentou maior capacidade de amortecer a onda térmica externa, e maior retardo térmico; além disso, todos os seus materiais constituintes sofreram menores oscilações de temperatura. / The present work compares the thermal behaviour of a traditional flat roof with that of a flat green roof. An experimental work was developed by means of the monitoring of the two types of roof during a summer and a winter period of one week. The work describes the experimental setting as well as the methods and equipment used. The thermal assessment was made through the comparison of the temperatures of three layers of each of the roofs, that were also compared to the external temperature and to the indoor temperature below the roof. Both in summer and in winter the surface temperature on the top of the green roof was the one with lowest amplitude range. The surface temperature under the green roof was the lowest during the summer and almost equal to the one under the traditional flat roof during the winter. In summertime, again the indoor temperature under the green roof was always below that under the other roof. The same happened during most of the winter, being above the indoor temperature of the traditional roof only on the coldest days. The green roof showed a higher time delay and a higher decrement factor and all its components showed a smaller temperature range.

O presente trabalho centra-se no fenômeno denominado de Fragilidade à Têmpera. Este fenômeno, observado em aços de alto carbono temperados, leva a uma fratura intergranular e está associado a segregação de fósforo e formação de cementita nos contornos de grão. Durante este estudo dois aços com composição química típica dos aços comerciais SAE 5160, mas com dois diferentes níveis de fósforo, foram utilizados para avaliar a influência da Fragilidade à Têmpera na resistência ao Impacto Charpy a temperatura ambiente. Os diferentes tratamentos térmicos realizados incluíram têmpera e revenidos convencionais e tratamentos térmicos especiais realizados na Gleeble 1500. Com o tratamento térmico convencional microestruturas martensíticas e bainítica foram obtidas. Para os aços martensíticos as temperaturas de austenitização variaram entre 830 e 1100 oC com o revenido variando entre como temperado até 500 oC por uma hora. A Gleeble 1500 foi utilizada para estudar a influência de um curto ciclo de austenitização na Fragilidade à Têmpera. Os resultados indicaram um melhor desempenho do aço de baixo P para todas as condições de tratamento térmico utilizadas. Os ciclos curtos de austenitização indicaram que a fragilidade à têmpera não pode ser evitada por este procedimento. Baseado na análise dos experimentos realizados com o aço SAE 5160 são apresentadas sugestões para minimizar os efeitos da Fragilidade à Têmpera em aços de alto carbono temperados e revenidos. / The present work is centered on the quench embrittlement phenomena. This phenomenon, observed in hardened high carbon steels, leads to intergranular fracture and is associated with phosphorus segregation and cementite formation at grain boundaries. During this study, two steels with compositions typical for commercial SAE 5160 steel, but with two different levels of phosphorus, were utilized to evaluate the influence of quench embrittlement on room temperature impact toughness. The heat treatment included conventional quench and temper treatments and special heat treatments processed on the Gleeble 1500. With conventional heat treatment martensitic and bainitic microstructures were obtained. For the martensitic microstructures, austenitizing temperatures ranged from 830 to 1100 oC with tempering temperatures from as quenched to 500 oC. The Gleeble 1500 was used to study the influence of short time heat treatment on the quench embrittlement. The low P steel exhibited better performance than the high P steel under all heat treatment conditions. Results on the short-holding-time treatment indicated that the QE can not be avoided by this procedure and a similar behavior between conventional and shortholding time treatment was observed. Based on an analysis of the experiments realized with the SAE 5160 steel suggestions to minimize the effects of quench embrittlement in high carbon quench and tempered steels were discussed.

Este trabalho objetiva modelar o comportamento térmico de uma estufa agrícola, com área aproximada de 1500 m2 e com cobertura plástica de polietileno de baixa densidade, a partir de um modelo físico e uma rotina computacional desenvolvidos específicamente. O equacionamento adotado nesta modelagem dá maior importância para a descrição dos fenômenos radiantes, que são tratados de maneira mais detalhada, se comparados aos fenômenos de transferência de calor por convecção e condução. O modelo proposto é capaz de simular a temperatura do ambiente interno da estufa, a partir de dados externos, como a temperatura do ar e a radiação solar incidente. Posteriormente, os resultados obtidos pela simulação são comparados com dados experimentais, recolhidos ao longo de um projeto de pesquisa, realizado em estufas para produção de rosas na serra gaúcha. Constata-se um bom nível de aproximação dos valores simulados com o comportamento medido, permitindo concluir que, embora necessite de melhorias na modelagem, e também na parte experimental, o modelo acompanha os fenômenos reais ocorridos. / The aim of this work is to model the thermal behavior of an agricultural greenhouse, with an aproximative area of 1500 m2 and with low density polyethylene plastic covering. The equations adopted in this modelling give more importance to the description of the radiant phenomena, that are treated in a more detailed way, if compared to the phenomena of heat transfer by convection and conduction. The model is able to simulate the greenhouse's internal ambient air temperature, from outside data, like the temperature of the air and the incident solar radiation. The results obtained by the simulation are compared to experimental data, collected along a research project developed in greenhouses for roses production, in the mountain region of Rio Grande do Sul State - Brazil. A good approach level is verified by the simulation when comparing to measured values. Finally, it's concluded that the model follows the real phenomena, although it requires improvements and consistences.

MELO, R. L.; Eletrodeposição, Caracterização e Estudos de Corrosão de Camadas de Ni-Mo-P. 2009. 82 f. Dissertação (Mestrado em Química Orgânica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-13T20:42:42Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_rlmelo.pdf: 4522295 bytes, checksum: 08116a16b20a848167aca50ece2a2725 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-10-30T21:48:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_rlmelo.pdf: 4522295 bytes, checksum: 08116a16b20a848167aca50ece2a2725 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-30T21:48:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_rlmelo.pdf: 4522295 bytes, checksum: 08116a16b20a848167aca50ece2a2725 (MD5) Previous issue date: 2009 / The present work describes the electrodeposition and characterization of the Ni-Mo-P coatings as well their corrosion behavior in 0.1 mol L-1 NaCl solution. The coatings were obtained by under galvanostatic control in the range of 25 mA cm-2 to 100 mA cm-2 and at the following plating solutions temperatures: room temperature (@ 27 °C), 50 °C and 70 °C. As-electrodeposited and as-annealed Ni-Mo-P coatings were characterized using Scaning Electron Microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Energy Dispersive X-ray (EDX) techniques and by microhardness measurements. The Ni-Mo-P coatings were electrodeposited on a copper surface using a plating solution contain 0.02 mol L-1 Na2MoO4.2H2O; 0.20 mol L-1 NiSO4·6H2O; 0.02 mol L-1, 0.04 mol L-1 NaPH2O2 and 0.10 mol L-1 Na3C6H5O7.2H2O, with the pH adjusted to 9.0 with ammonia solution. The corrosion tests were carried out by Potentiodynamic Linear Polarization (PLP) and by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) techniques. The microhardness measurements were made in samples as-electrodeposited and asannealed at 100, 200, 400 and 600°C. XRD diffractograms showed a change from crystalline structure for amorphous with the increase of P content in the coating. The increase of the microhardness of the coatings is observed with the increase of the annealing temperature which was related to the precipitation of Ni3P, Ni and Ni-Mo phases. The corrosion study shows a tendency of shift of the corrosion potentials for more positive values with the increase of P in the layer. Analyzing the corrosion results it can determine that Ni78Mo10P12 is the more resistive coating among the layers of studied. / O presente trabalho descreve a síntese, a caracterização e o estudo de corrosão em meio de NaCl 0,1 mol L-1 das ligas de Ni-Mo-P. Todas as ligas foram obtidas por eletrodeposição sobre uma superfície de cobre a temperatura ambiente, a 50°C e a 70°C, essas camadas foram caracterizadas em termos de microestrtura, composição química, estrutura cristalográfica, microdureza e resistência à corrosão. O eletrólito utilizado, para eletrodeposição dos revestimentos de Ni-Mo-P, foi uma solução de Na2MoO4.2H2O 0,02 mol L-1; NiSO4·6H2O 0,20 mol L-1; NaPH2O2 0,02 mol L-1 e 0,04 mol L-1; Na3C6H5O7.2H2O 0,10 mol L-1 e o pH ajustado para 9,0 com hidróxido de amônia. A caracterização física e química das camadas foram feitas por MEV, EDX, DRX e medidas de microdureza. Os testes eletroquímicos de corrosão foram feitos por polarização potenciodinâmica linear (PPL) e pela espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). As medidas de microdureza foram feitas em amostras não tratadas e tratadas termicamente nas temperaturas de 100, 200, 400 e 600°C. Os resultados de DRX mostram uma mudança de estrutura cristalina para amorfa com o aumento do teor de fósforo na camada. Observa-se o aumento da microdureza dos revestimentos de Ni-Mo-P com o aumento da temperatura de tratamento térmico, as análises de DRX feitas nas amostras tratadas termicamente mostraram que com o aumento da temperatura de tratamento há a precipitação de fases duras Ni3P, Ni e Ni-Mo. Na avaliação do estudo de corrosão observa-se uma tendência de deslocamento dos potenciais de corrosão para valores mais positivos, com o aumento do teor de fósforo na camada. Analisando os resultados de ensaios de corrosão pode-se determinar que o revestimento de Ni78Mo10P12 apresentou-se como o mais resistivo dentre as camadas de Ni-Mo-P.