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Termodinâmica do modelo Bouncer: um gás unidimensional simplificado

Cespedes, André Machado [UNESP] 15 May 2015 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-15. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:20Z : No. of bitstreams: 1 000856755.pdf: 11731796 bytes, checksum: c668f46b3261ebe0cc32124d8d290fad (MD5) / Neste trabalho investigamos algumas propriedades dinâmicas para um ensemble de partículas no modelo bouncer dissipativo. O modelo consiste de uma partícula clássica (ou um ensemble delas), sob ação de um campo gravitacional constante, colidindo contra uma parede que oscila no tempo. As equações que descrevem o modelo completo abrangem dois tipos de colisões: (i) diretas e; (ii) as indiretas. Existe ainda uma versão simplificada do modelo que é equivalente ao Mapa Padrão de Chirikov. Este por sua vez exibe uma transição de caos local para caos global quando o parâmetro ε atinge um valor crítico. O modelo conservativo preserva área no espaço de fases e pode exibir crescimento ilimitado de energia, fenômeno conhecido como Aceleração de Fermi. O fenômeno é suprimido através da introdução de dissipação via colisões inelásticas. A transição entre crescimento ilimitado e limitado de energia é descrita através de hipóteses de escala. Estas conduzem a uma função homogênea generalizada que fornece duas leis de escala, validadas através dos expoentes críticos. A expressão analítica da velocidade quadrática média das partículas nos leva ao cálculo dos mesmos expoentes da transição, obtidos de forma independente das simulações. Uma sobreposição de curvas Vrms vs. n valida os expoentes críticos obtidos. A conexão do modelo bouncer com a Termodinâmica é obtida através do desenvolvimento de uma expressão para a Entropia, em concordância com o 3o Postulado da Termodinâmica / In this work we investigate some dynamical properties for an ensemble of particles in a dissipative bouncer model. The model consists of a classical particle (or an ensemble of them) colliding against a wall that oscillates as function of the time, under the action of a constant gravitational field. The equations that describe the complete model include two types of collisions: (i) direct and; (ii) indirect. There is a simplified version of the model which is equivalent to Chirikov's standard map. The map shows a transition from local to global chaos when the parameter reaches a critical value. The conservative model preserves the phase space area and, depending on the initial conditions as well as control parameter, can show unlimited growth of energy, a phenomenon known as Fermi acceleration. The phenomenon is suppressed by introducing dissipation via inelastic collisions. The transition between unlimited and limited growth of energy is described by scaling hypothesis. Such scaling leads to a generalized homogeneous function that provides two scaling laws, validated by well defined critical exponents. The analytical expression of the mean square velocity of particles leads to the calculation of these exponents of the transition, obtained independently of the simulations. An overlap of the curves Vrms vs. n validates the critical exponents obtained. The connection of the bouncer model with Thermodynamics is obtained by developing an expression for the Entropy, in agreement with the 3rd Postulate of Thermodynamics
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A segunda lei generalizada da termodinâmica

Silva, André Ricardo Rocha da [UNESP] 08 1900 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-08Bitstream added on 2014-06-13T18:53:35Z : No. of bitstreams: 1 silva_arr_me_ift.pdf: 813157 bytes, checksum: 81b6685998a09d3d6718aaf28eb17b51 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A proposta deste trabalho é investigar a validade da segunda lei generalizada da termodinâmica de buracos negros para um buraco negro de Schwarzschild por meio de experimentos mentais. Primeiramente, faremos uma breve revisão sobre termodinâmica de buracos negros. O conceito da segunda lei generalizada é estabelecido e os principais experimentos mentais são revistos. Em seguida, propomos um novo teste à segunda lei generalizada utilizando a mesma estratégia dos experimentos mentais. Veremos que a segunda lei generalizada é consistente com este novo teste. / The proposal of this work is to investigate the validity of the generalized second law of black hole thermodynamics for Schwarzschild black hole by means of gedankenexperiments. Firstly, we make a brief review about black hole thermo-dynamics. The notion of generalized second law is established and the essential gedankenexperiments are reviewed. Afterwards, we propose a new test for generalized second law using the same strategy of gedankenexperiments. We see that the generalized second law is consistent with this new test as well.
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Contextualização e laboratório didático no ensino médio: as contribuições do trabalho prático no ensino de física

Rosella, Marcelo Luis Aroeira [UNESP] 31 May 2010 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-31Bitstream added on 2014-06-13T20:02:45Z : No. of bitstreams: 1 rosella_mla_dr_bauru.pdf: 1463349 bytes, checksum: 362f829236fd64aacab63d859764b655 (MD5) / O trabalho que apresentamos está contido num projeto de pesquisa que resultou de uma parceria entre a Escola Estadual, UNESP e FAPESP. O projeto de pesquisa propôs um tema central, este lema se configura numa análise dos impactos da cultura da cana de açúcar e seus subprodutos na região de Jaú (SP) como articulador de todas as disciplinas. Cada disciplina desenvolveu seus conteúdos específicos e o grupo Ciências dda Natureza decidiu por abordar o biocombustível derivado da cana de açúcar. A Física, nesse contexto, abordou a termodinâmica por estar relacionada ao tema em diversos aspectos como, por exemplo, o fato do álcool combustível ser uma opção menos poluente do que a gasolina e, dessa forma, ajuda a diminuir a emissão de gases que causam o Efeito Estufa. Portanto, neste trabalho, especificamente, os conceitos básicos da Termodinâmica foram abordados sob uma perspectiva interacionista que se utilizou de um início contextualizado e a análise de fenômenos térmicos em laboratório didático, sem que o conceito formal tivesse sido previamente dado. De maneira a propiciarmos a interação entre o aluno e o objeto, ou seja, a ação do sujeito sobre o objeto, ou ambiente, e as repercussões desta ação auxiliando na construção dos conceitos básicos da Terminodinâmica. Destarte, objetivamente construir e não transmitir o conhecimento. Os resultados se mostraram animadores e promissores revelando que os trabalhos práticos realizados sob o auspícios da epistemologia interacionista pode não garantir o aprendizado, mas garante avanços apreciáveis e duradouros no processo de ensino e aprendizagem / Ce travail est inseré dans un projet de recherche qui est fruit d'une association entre l'école publique, l'UNESP (Université de l'État de São Paulo) et la FAPESP (Fundation de Soutien à la Recherche de l'État de São Paulo). Ce propose un thème central se présentant comme une analyse des impacts de la canne-à-sucre et ses sousproduits dans la région de la ville de Jaú (SP), comme une forme d'articuler toutes les matières scolaires. Chaque matière a développé ses contenus spécifiques et groupe des Sciencces de la Nature a décidé d'aborder le biocarburant dérivé de la canne. La Phisique, dans ce contexte, a parlé sur la Thermodynamique, pour se rapporter au théme par plusiers aspects comme, par example, l'alcohol peut être une option polluent que l'essence, et ainsi, diminuer l'effet de serre. Dans ce travail, spécifiquement, les concepts à la base de la Thermodynamique ont été abordés d'une façon intéracioniste qui s'est utilisé abord des concepts et une analyse des phénomènes thermiques dans le laboratoire didathique, sans que les concepts étaient d'abord adordés. De cette forme, on a propicié l'intération entre l'élève et l'objet, c'est-à-dire, l'action de cet éléve sur cet objet, ou sur l'ambiance, et les effets de cette action. Ainsi, on a eu l'intention de construire et ne pas seulement trasmettre la connaissance. Les résultas se montrent favorables et heureux en revelant les travaux pratiques réalisés sous les auspices de l'epistémologie intéracioniste ne peuvent pas garantir l'apprentissage, mais ils donnent de bons et durables progrès dans les étapes d'enseignement et de l'apprentissage
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Modelagem cinética e estudo do equilíbrio de fases do sistema de esterificação catalisada por sólido fermentado com atividade lipolítica

Serres, Jonas Daci da Silva January 2015 (has links)
Orientador : David Alexander Mitchell / Co-orientadores : Prof. Dr. Marcos Lúcio Corazza e Profª Drª Nádia Krieger / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 23/11/2015 / Inclui referências : f. 65-67 / Resumo: Na última década, o interesse pela produção de biodiesel catalisada por lipases tem aumentado consideravelmente. Uma das principais razões para isto deve-se à catálise enzimática representar uma alternativa "verde" à catálise química tradicionalmente empregada na indústria. Entretanto, embora a rota enzimática forneça produto de maior qualidade, em condições de reação mais amenas e ausência de reações laterais, sua implantação em escala industrial ainda é limitada pelos altos custos do biocatalisador. Recentemente, estratégias visando reduzir os custos de produção de biocatalisadores têm sido estudadas. Uma dessas estratégias é a produção de lipases por fermentação em estado sólido e a consecutiva aplicação destes sólidos fermentados diretamente ao meio reacional para catalisar reações de transesterificação ou esterificação. Outra estratégia para reduzir os custos na produção enzimática de biodiesel é realizar reações em sistemas livres de solventes, o que permite o uso de reatores menores e a redução do impacto ambiental e das etapas de extração e recuperação do biodiesel. Além disso, a utilização de matérias-primas residuais, como as borras ácidas, para a produção enzimática de biodiesel oferece possibilidade de reduzir significativamente o custo do processo, uma vez que a matéria-prima representa cerca de 70-85% do custo total de produção. O uso de sólido fermentado para a produção de ésteres do biodiesel a partir de ácidos graxos da borra do óleo de soja em sistema livre de solvente foi investigado recentemente, onde foi mostrado que cerca de 30% do meio reacional era sorvido pelo sólido fermentado e que este meio sorvido tinha composição diferente da encontrada para o meio de reação líquido. A composição dessa fase sorvida, que representa o microambiente da lipase no sólido, tem implicações diretas na modelagem cinética da reação. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo cinético combinado com o efeito de sorção para descrever a reação de esterificação de ácidos graxos da borra ácida do óleo de soja catalisada por sólido fermentado com atividade lipolítica em sistema livre de solvente. A sorção dos componentes do meio ao sólido fermentado seguiu uma isoterma de Langmuir multicomponente, enquanto a equação cinética foi expressa em termos de composição da fase sorvida. Com um único conjunto de parâmetros, foi possível encontrar bom ajuste do modelo aos dados experimentais obtidos nos estudos anteriores para três razões molares etanol:ácidos graxos (1:1, 1,5:1, 3:1), tanto para perfis de conversão quanto para composição nas fases líquida e sorvida. Além disso, foram construídos diagramas ternários experimentais de Equilíbrio Líquido-Líquido para o sistema "ácidos graxos + etanol + água + ésteres etílicos", e também foi feita a modelagem termodinâmica para este sistema. Este modelo termodinâmico pode ser usado, futuramente, para prever a separação das fases orgânica e aquosa no reservatório do sistema, permitindo o uso do modelo cinéticosorção para um sistema onde somente a fase orgânica do reservatório seja retornada ao leito fixo que contém o sólido fermentado. Com isso, o modelo poderá ser utilizado para realizar o escalonamento do processo de produção enzimática de biodiesel. Palavras-chave: biodiesel, Burkholderia cepacia, equilíbrio líquido-líquido, esterificação, lipase, sólido fermentado, modelagem cinética, modelagem termodinâmica / Abstract: Over last decade, interest on biodiesel production catalyzed by lipases has been increased. One of the most important reasons for this is because enzymatic catalysis represents a greener alternative to chemical catalysis used on industry traditionally. However, although enzymatic route yields higher quality product at mild conditions with no side reactions its implementation in large scale is limited yet by high biocatalyst costs. Recently, strategies aiming to reduce production costs of biocatalysts have been studied. One of these strategies is producing lipases by solid state fermentation and consecutively applying these fermented solids in reaction media to catalyze transesterification and esterification reactions. Other strategy to reduce enzymatic biodiesel production costs is performing reactions in solvent-free systems, which allows using smaller reactors and decreasing environmental impact and extraction and recovery steps. Furthermore, the use of cheaper feedstocks, as soapstocks, to enzymatic production of biodiesel offers possibility of reducing process cost significantly, since feedstocks represent around 70-85% of whole production cost. Using fermented solid to produce biodiesel esters from fatty acids from soybean soapstock acid oil has been investigated recently, and it was shown that up to 30% of the total mass of the reaction medium sorbed onto the fermented solids during the process and that this sorbed phase had a composition that was quite different from that of the bulk reaction medium. Composition of sorbed phase, which represents lipase microenvironment into fermented solid, has implications in modeling reaction kinetics. Therefore, the aim of this study was develop a combined sorption-kinetic model capable of describing the reaction profiles in the esterification of fatty acids from soybean soapstock acid oil catalyzed by fermented solid with lipolytic activity in a solvent-free system. The sorption of the medium components onto the fermented solids followed a multicomponent Langmuir isotherm, while the kinetic equation was expressed in terms of the composition of the sorbed phase. With a single set of parameters, the model adjusted well to the experimental results for three different ethanol to fatty acid molar ratios (1:1, 1.5:1 and 3:1), not only for the overall conversion profile, but also for the compositions of the bulk reaction medium and the sorbed phase. Moreover, experimental ternary diagrams of Liquid-Liquid Equilibrium of system "fatty acids + ethanol + water + ethyl esters" were constructed and also thermodynamic modeling was performed to this system. These data could be used further to predict separation of organic and aqueous phases in reaction reservoir, allowing the use of kinetic-sortion model to a system where only organic phase be recycled to the packed bed that contains fermented solid. From this perspective, model would be applied to guide scale-up of enzymatic biodiesel production. Keywords: biodiesel, Burkholderia cepacia, liquid-liquid equilibrium, esterification, lipase, fermented solid, kinetic modeling, thermodynamic modeling
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Sistema pneumático de secagem de grãos com gerenciamento termodinâmico do processo

Faria, Antonio Eduardo de [UNESP] 20 March 2009 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-20Bitstream added on 2014-06-13T18:07:20Z : No. of bitstreams: 1 faria_ae_dr_guara.pdf: 1910627 bytes, checksum: 1395311975de9262c15d21eecfac70d0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho de pesquisa foi realizadas uma análise do comportamento de grãos de arroz submetidos à passagem de fluxos de ar com variadas condições termodinâmicas (temperatura, umidade relativa / absoluta, entalpia). Esta análise foi feita utilizando-se um recipiente com capacidade para confinar 5 litros de grãos, sendo o ar forçado a escoar pela ação da sucção de uma bomba de vácuo, promovendo assim pressões relativas menores que a atmosférica no ar de secagem, proporcionando uma migração mais facilitada das moléculas de água. Como resultado deste experimento foi obtido um consumo de energia em torno de 30 % dos sistemas convencionais de secagem à lenha com tempos de processamento de 2 horas, menores que os convencionais que consomem até 6 horas. Também foi possível determinar a distância ótima de escoamento do ar de secagem pelos grãos, em torno de 16 cm, pela análise da distribuição de pressões e temperaturas medidas através do secador protótipo . Devido ao fato do processo de secagem ser extremamente dinâmico devido as variações das características do ar ambiente (temperatura, umidade, entalpia, massa específica, etc), dos grãos provenientes do campo (arroz, feijão, milho, etc) e do combustível (lenha, casca de arroz, gás natural, etc) a ser utilizado como fonte térmica, torna-se necessária a implementação de um sistema de controle capaz de promover um gerenciamento termodinâmico do processo, ou seja, monitorar as taxas de transferência de calor e água entre os grãos e o ar de secagem em tempo real, promovendo ajustes na temperatura e intensidade do fluxo de ar de secagem, assim como a velocidade de homogeneização dos grãos dentro do leito. / In this research work an analysis of the behavior of grains of rice of the field was accomplished submitted to the passage of flows of air with several thermodynamic conditions (temperature, relative humidity / absolute, entalpia). This analysis was made being used a recipient with capacity to confine 5 liters of grains, being the forced air to drain like this for the action of the suction of a vacuum pump, promoting smaller relative pressures than the atmospheric in the drying air, promoting a facilitated migration of the molecules of water. As a result of this experiment was obtained a consumption of energy around 30% of the conventional firewood systems with times of processing of 2 hours, smaller that the conventional ones that consume 6 hours. It was also possible to determine the larger distance of drainage of the drying air for the grains around 16 cm, through the analysis of the distribution of pressures and temperatures measured through the volume. Due to the fact of the drying process to be extremely dynamic due to the variations of the characteristics of the environmental air (temperature, humidity, entalpia, specific mass, etc), grains coming of the field (rice, bean, corn, etc) and of the fuel (firewood, peel of rice, natural gas, etc) to be used as thermal source, it becomes necessary the implementation of a control system capable of promoting an thermodynamic management of the process, in other words, to follow the rates of transfer of heat and water between the grains and the drying air in real time, promoting adjustment in the temperature and intensity of the flow of drying air, as well as the speed to homogenize the grains inside of the bed.
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O mecanismo atrator e a função entropia de Sen para buracos negros

Santos, Prieslei Estefânio Dominik Goulart [UNESP] 28 February 2013 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-28Bitstream added on 2014-08-27T15:57:08Z : No. of bitstreams: 1 000779994.pdf: 622062 bytes, checksum: fb62350412f79cc14976d05e725d6f9a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nesta dissertaçãoo estudamos o mecanismo atrator e a função entropia para buracos negros. Depois de revisarmos alguns aspectos de Relatividade Geral e buracos negros do tipo Schwarzschild, Reissner-Nordstrom e Kerr-Neumann demonstraremos detalhadamente como são deduzidas a lei zero e a primeira lei das chamadas Leis da Termodinâmica de Buracos Negros. Apresentaremos também a segunda e a terceira destas leis e discutiremos a relação entre as Leis da Termodinâmica e as Leis da Termodinâmica de Buracos Negros. Após isso, apresentaremos um exemplo para demonstrar como ocorre o chamado fenômeno atrator, que faz com que todos os campos escalares admitam o mesmo valor sobre o horizonte de eventos do buraco negro, fazendo-os então perder toda a memória de suas condições iniciais no in?nito. Finalmente, apresentaremos a dedução da chamada função entropia de Sen, e demonstraremos sua importância no que se refere ao estudo dos campos escalares de um buraco negro para a geometria próxima ao horizonte de eventos, ou seja, para o mecanismo atrator. Demonstraremos a validade deste formalismo através da solução de Reissner-Nordstrom usual em 4 dimensões e de uma teoria correspondendo à parte bosônica de uma ação da supergravidade à baixas energias / In this Master Thesis we study the attracto rmechanism and the entrop yfunction for black holes. After reviewing some aspects of General Relativity and black holes solutions of the Schwarzschild, Reissner-Nordstrom and Kerr-Newmann type, we give a detailed derivation of the zeroth and ?rst of the so-called Laws of Black Hole Thermodynamics. We will also present the second and third laws and discuss the relation between The Laws of Thermodynamics and The Laws of Black Hole Thermodynamics. Then we will present an example of how the so-called attractor phenomena occurs, which makes all the scalar ?elds assume the same value on the black hole event horizon, forcing them to lose all the memory of their initial conditions at the in?nity. Finally, we will present the derivation of the so-called Sen’s entropy function, and we will show its importance concerning the study of scalar ?elds of a black hole for the near horizon geometry, or in other words, for the attractor mechanism. We will show the validity of this formalism through the usual Reissner-Nordstrom solution in 4 dimensions and a theory corresponding to the bosonic part of a low energy supergravity action
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Variação periódica de temperatura em escoamento entre placas planas

Farias, Francisco Nilo de 12 1900 (has links)
Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2017-12-11T16:20:50Z No. of bitstreams: 1 856089.pdf: 975762 bytes, checksum: 02f5d0557fef36d12ba1c14edd7a05be (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-11T16:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 856089.pdf: 975762 bytes, checksum: 02f5d0557fef36d12ba1c14edd7a05be (MD5) Previous issue date: 1966-12 / Analisa o problema de troca de calor, por convecção forçada, regime não permanente, entre um fluido e placas planas paralelas. O fluido se escoa entre as placas em regime laminar. Admitiu-se variação senoidal da temperatura do fluido na seção de entrada do canal. Não foi utilizada a hipótese clássica de tomar o coeficiente de transmissão de calor constante, isto é, rejeitou-se a aproximação da quase-permanência em favor de uma solução da equação da energia dependente do espaço e tempo. Obtiveram-se resultados locais, como temperatura de parede, temperatura global e número de Nusselt sugerem que, para determinadas condições, a aplicação de coeficientes locais de transmissão de calor constantes é razoável. O desempenho global do sistema foi analisado através de uma relação que caracteriza a variação do nível de energia de que uma mesma massa de fluido dispõe em cada seção do canal.
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Estudo teórico da transferência de calor por convecção natural e radiação térmica em canais verticais e inclinados

Rocha, Antônio Carlos Moldes da 03 1900 (has links)
Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-22T17:46:56Z No. of bitstreams: 1 156959.pdf: 1201391 bytes, checksum: 811d94876f69d3406672ec738b207134 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-22T17:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 156959.pdf: 1201391 bytes, checksum: 811d94876f69d3406672ec738b207134 (MD5) Previous issue date: 1982-03 / Estudo dos efeitos da transferência de calor por radiação térmica e convecção natural no escoamento de ar em canais verticais e inclinados. As equações de camada limite do fluido, massa, quantidade de movimento, e energia, assim como as equações de balanço térmico nas paredes do canal, são resolvidas pelo método das diferenças finitas implícitas. São obtidas as distribuições de temperatura, velocidade, pressão do fluido e comprimento do canal, e feitas análises quanto ao desenvolvimento do regime de escoamento. / Analysis of natural convection and thermal radiation transport process of heated air i n vertical and inclined channels. The boundary layer equations of the fluid, mass, momentum and energy, as the thermal boundary equations of the walls are resolved by use of implicit finite difference method. It is obtained temperature, velocity, pressure and the channel length and is discussed the resul ts concerning the physical development of the fluid flow.
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Análise do emprego de materiais alternativos no alto forno da Arcelormital Tubarão

Mosckem, Sergio Luis [UNESP] 02 July 2010 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-02Bitstream added on 2014-06-13T20:39:47Z : No. of bitstreams: 1 mosckem_sl_me_guara.pdf: 1245042 bytes, checksum: 8a691aa6f65edd8f060ed9355bc9c3bd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho de análise do uso de materiais alternativos no Alto Forno 1 da ArcelorMittal Tubarão estabelece uma taxa de substituição de cada material alternativo, plástico e pneu, em relação ao uso exclusivo do carvão mineral injetado no Alto Forno através das ventaneiras. A taxa de utilização de plástico e pneu é avaliada considerando o aporte de energia e dos agentes necessários para a reação química de redução do minério de ferro em ferro metálico. No presente trabalho são elaborados os balanços de massa e de energia de acordo com a configuração operacional vigente no segundo semestre de 2009 para o Alto Forno 1 e com os dados de produção do mês de julho de 2009. O resultado mostra a viabilidade técnica do uso de plástico ou pneu e estabelece as condições de uso de cada um em relação à quantidade, tipo e granulometria. A substituição energética decorrente do uso de plástico e pneu estabelece uma forma de aplicação segura e controlada deste resíduo, além de agregar valor a estes materiais normalmente descartados pela sociedade. Contribui também para amenizar os impactos ambientais decorrentes da falta de uma destinação regulamentada e eficaz para plásticos descartados e pneus inservíveis / The study of alternative fuel materials in the Blast Furnace 1 of ArcelorMittal Tubarão, establishes a rate of each material analyzed, waste plastics packaging and waste tires, in order to replace part of the pulverized coal that is usually injected in to the Blast Furnace through the tuyeres. The injection rate of waste plastic packaging and waste tires is analyzed considering the energy input and the necessary elements for the iron ore reduction chemical reaction. The mass and energy balance is done according to the operational configuration of the Blast Furnace 1 in the second semester of 2009 and operation data from July of 2009. The result of the study shows technical viability to use waste plastics packaging and waste tires and establish requirements for the injection, such as flow rate and particles size. The alternative energy provided from these waste materials builds a safety and controlled way to reach the best utilization for each one. Moreover, the environmental impact can be reduced due to its disposal is normally done in outdoor areas
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Evaluation of mathematical models to prediction the dynamic viscosity of fruit juices / AvaliaÃÃo de modelos matemÃticos no cÃlculo da viscosidade dinÃmica de sucos de frutas

Djany Souza Silva 27 March 2015 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O consumo de sucos de frutas tem crescido, devido a comodidade e praticidade gerada pelos produtos prontos. Segundo a AssociaÃÃo Brasileira das IndÃstrias de Refrigerantes, em 2012, a produÃÃo anual foi de 987 milhÃes de litros de sucos de frutas no Brasil. No entanto, para alcanÃar maior eficiÃncia e rendimento, torna-se necessÃrio o conhecimento do comportamento reolÃgico das matÃrias-primas. A viscosidade à uma das propriedades reolÃgicas usada em diversas aplicaÃÃes, tais como: parÃmetro para o cÃlculo de coeficientes de transferÃncia de calor e massa; dimensionamento de equipamentos; avaliaÃÃo de custos; projetos de processos; controle de qualidade do produto; alÃm de possibilitar a compreensÃo da estrutura quÃmica das matÃrias-primas. Durante o processamento industrial dos sucos de frutas, a matÃria-prima à submetida à variaÃÃes de temperaturas e concentraÃÃes de sÃlidos que alteram sua viscosidade. Por esse motivo, o conhecimento dos efeitos combinados desses dois parÃmetros na viscosidade à essencial para a indÃstria de sucos. Nesse trabalho, dados experimentais da literatura para onze sucos clarificados de frutas (manga, cereja, maÃÃ, pÃssego, groselha, romÃ, pÃra, limÃo, tangerina, limÃo-galego e uva) em concentraÃÃes e temperaturas de 15,0 a 74,0 ÂBrix, e 278,15 a 393,15 K, respectivamente, foram modelados utilizando correlaÃÃes empÃricas e semi-empÃricas oriundas da literatura. ParÃmetros globais e especÃficos, respectivamente, em funÃÃo da temperatura e concentraÃÃo de sÃlidos solÃveis totais (SST), foram mantidos nos modelos. Quatro equaÃÃes foram avaliadas no cÃlculo da energia de ativaÃÃo (equaÃÃo da reta, exponencial, polinomial de 2 e 3 ordem) nos modelos. E trÃs estratÃgias de modelagem foram realizadas: ajuste para todas as concentraÃÃes de SST e temperaturas; em diferentes faixas de concentraÃÃes de SST; e, diferentes faixas de temperaturas. A estratÃgia de otimizaÃÃo por faixas de concentraÃÃes de SST mostrou-se a mais adequada. Duas relaÃÃes matemÃticas exponenciais, baseadas na correlaÃÃo de Arrhenius, obtiveram bons resultados na prediÃÃo da viscosidade dinÃmica de sucos de frutas clarificados entre as concentraÃÃes de 17,0 a 50,1 ÂBrix para todas as temperaturas de estudo. Enquanto que o uso da equaÃÃo de Vogel obteve bons resultados para concentraÃÃes de 51,0 a 66,0 ÂBrix na prediÃÃo da viscosidade dinÃmica dos sucos de frutas. Os modelos foram validados com dados experimentais para suco clarificado de laranja em baixas (30,7 a 50,5 ÂBrix) e altas concentraÃÃes (54,1 a 63,5 ÂBrix) de SST, com excelente prediÃÃo da viscosidade dinÃmica. / The comsumption of fruit juices has grown due to co nvenience and practicality generated by the finished products. According to the AssociaÃÃo Brasileira das IndÃstrias de Refrigerantes, in 2012 the annual production was 987 million liter s of fruit juices in Brazil. However, to achieve greater efficiency and performance, it is n ecessary to know the rheological behavior of the raw materials. Among rheological properties, viscosity is widely used in industrial and academic applications such as: a parameter for the calculation of heat and mass transfer coefficients; equipment design; cost assessment; de sign processes; quality control of the product; and enable an understanding of the chemica l structure of raw materials. During industrial processing of fruit juices, the raw mate rials are submitted to temperatures and concentrations of solids variations that altering i ts viscosity. Therefore, the knowledge of the combined effect of temperature and concentration of solids on viscosity are essential for the juice processing. In this work, literature data fro m eleven clarified juices of fruit (mango, cherry, apple, peach, blackcurrant, pomegranate, pe ar, lemon, tangerine, lime and grape) at concentrations and temperatures from 15.0 to 74.0  Brix and from 278.15 to 393.15 K, respectively, were modeled using empirical and semi -empirical correlations derived from the literature. Global and specific parameters for all studied models been obtained in function of temperature and total soluble solids (TSS) concentr ation. Four equations were evaluated to calculate the activation energy in each model (line ar equation, exponential, polynomial of 2nd and 3rd order) using activation energy as specific parameter, and three different modeling strategies were conducted: for all TSS concentratio ns and temperatures; two ranges concentrations of TSS; and, two ranges of temperatu res. The optimization strategy for the concentrations TSS range proved the most suitable. Two exponential mathematical relations based on correlation of Arrhenius have been success ful in predicting the dynamic viscosity of clarified fruit juices at concentrations from 17.0 to 50.1 ÂBrix for all temperatures studied. While Vogel's equation obtained good results for co ncentrations of 51.0 to 66.0 ÂBrix in predicting the dynamic viscosity of fruit juices. T he models were validated using experimental data to clarified orange juices at low (30.7 to 50.5 ÂBrix) and high concentrations (54.1 to 63.5 ÂBrix) of TSS, with ex cellent prediction of dynamic viscosity

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