O estudo de parâmetros cinéticos para a queima de carvão se dá através de utilização de equipamentos laboratoriais como o forno de queda livre (DTF). O presente trabalho trata do desenvolvimento e análise de um modelo numérico unidimensional de um DTF. A modelagem é realizada a partir de dados da literatura, e as equações discretizadas que caracterizam os fenômenos do escoamento, da transferência de calor e da combustão do carvão foram programadas na linguagem FORTRAN 90. Os resultados são comparados com um modelo de referência e com dados experimentais, e apresentaram boa concordância. Um estudo de sensibilidade é realizado para entender o comportamento da queima de carvão frente a mudanças de alguns parâmetros de operação do DTF. A análise de sensibilidade mostrou a versatilidade do modelo e, consequentemente, do experimento. A partir da variação da concentração de O2, da temperatura de operação e das vazões de entrada pode-se obter uma gama de resultados. O uso do modelo aqui apresentado concomitante com resultados experimentais resulta em um estudo aprofundado dos parâmetros cinéticos de combustão de carvão. / The study of kinetic parameters for coal combustion occurs through use of laboratory equipment such as drop tube furnace (DTF). The present work shows the development and analysis of a one-dimensional numerical model of a DTF. The modeling is developed from literature works, and the discrete equations that characterize the flow, heat transfer and coal combustion are programmed in FORTRAN 90 language. The results are compared with a reference model and experimental data, and showed good agreement. A sensitivity study is performed to understand the behavior of coal combustion due to changes of some working parameters of the DTF. The sensitivity analysis showed the versatility of the model and thereby the experiment. From the variation of the O2 concentration, operating temperature and input flow rates a range of results can be obtained. Using the model presented here together with experimental results leads to a detailed study of the kinetic parameters of coal combustion.

Os sistemas solares de aquecimento de água são uma forma de produção de energia não poluente, que já faz parte da matriz energética brasileira. O uso deste tipo de sistemas traz benefícios econômicos ao país e principalmente a quem os utiliza, devido à poupança no uso de outras fontes de energia para o aquecimento da água. No Brasil o aquecimento solar de água é realizado, principalmente, por coletores solares planos, tecnologia bem conhecida e fabricada no país a preços baixos. Mas atualmente há uma outra tecnologia que está sendo difundida no âmbito nacional, os coletores solares de tubos a vácuo, os quais estão sendo produzidos internacionalmente em uma escala maior, importados e comercializados a preços mais competitivos no mercado nacional. Por isto é necessário entender estes sistemas e o seu funcionamento para evitar erros na sua instalação e otimizar sua operação. Nesta dissertação é realizada uma análise comparativa de um sistema de aquecimento de água composto por um coletor solar de tubos de vidro a vácuo de extração de calor por transferência direta operando em circulação forçada com o mesmo sistema operando em circulação por termossifão. Esta comparação foi realizada determinando a energia anual que o sistema pode produzir para cada tipo de circulação, a qual foi calculada usando como referência a norma ISO 9459-2 e os dados climáticos da cidade de Porto Alegre do Estado do Rio Grande do Sul. Também foram realizadas medições da vazão em termossifão, entre o reservatório e o coletor solar, e foi determinado o coeficiente de perdas térmicas do tanque reservatório segundo os procedimentos da mesma norma. Para isto foi realizada a montagem de uma bancada experimental, com sensores e instrumentos de medida que foram calibrados. Para o sistema de aquecimento testado, os resultados mostram que o sistema trabalhando em circulação por termossifão produz maior quantidade de energia no ano do que o sistema em circulação forçada, onde se observou que a estratificação no tanque reservatório era menor. Também foi observado que a máxima vazão em termossifão para este sistema de aquecimento de água foi de 0,5 L/min. / Solar water heating systems are a method of clean energy production, which is already part of the Brazilian energy matrix. The use of these systems brings economic benefits to the country and especially who use them due to savings in the use of other sources of energy for heating water. In Brazil, the solar water heating is carried out mainly by flat solar collectors, which is a widely known technology because it is produced in the country at low prices. But recently, there is another technology that is being used named: evacuated solar collectors. These collectors are being worldwide produced on a large scale and they are imported and inserted at competitive prices in the domestic market. Therefore it is necessary to understand these systems and their operation to avoid errors in its installation and optimize their operation. In this work, it is accomplishing a comparative analysis of a solar water heating system composed by a water-in-glass evacuated tube solar collector working in forced circulation with the same system working in thermosyphon circulation. This comparison was performed by determining the annual energy that the system can produce for each type of circulation, which was calculated based on the ISO 9459-2 standard and the climatic data of the Porto Alegre city, state of the Rio Grande Do Sul. Also, it was performed thermosyphon measurements between the thermal reservoir and the solar collector, and it was calculated the heat loss coefficient from the reservoir tank according to the procedures of ISO 9459-2 standard. To do so, a testing bench was made, with sensors and measuring instruments which were calibrated before use. For the heating system tested, the results show that the system with thermosyphon circulation produces more annual energy than the forced circulation system where the water temperature stratification in the thermal reservoir was lower. Also, it was observed that the maximum thermosyphon flow for this solar water heating system was 0,5 L/min.

Introdução: O diagnóstico das disfunções da tuba auditiva é essencial para o melhor entendimento da patogênese da otite média crônica. Estão descritos, na literatura, uma série de testes que avaliam a função tubária, entretanto, entre eles, há uma diversidade metodológica que varia desde os protocolos de aplicação até a padronização dos testes e seus resultados. Objetivo: Avaliar a variação da pressão na orelha média em pacientes com retração da membrana timpânica e em indivíduos normais, durante a realização dos testes de função tubária, bem como avaliar a variação intraindividual desses testes. Este estudo também tem por objetivo avaliar o número de movimentações da membrana timpânica na orelha contralateral, durante a realização dos testes. Métodos: Estudo observacional do tipo transversal e contemporâneo, onde o fator em estudo foi a variação de pressão na orelha média, durante a realização dos testes de função tubária (Manobra de Valsalva, Sniff Test, Manobra de Toynbee) em indivíduos normais e em pacientes com retrações timpânicas leves e moderadas/severas. Foram incluídos 38 pacientes, totalizando 76 orelhas. Os pacientes foram submetidos, em dois momentos diferentes, aos testes de função tubária para determinar a medida da pressão após cada manobra. Durante a realização dos testes, videotoscopia era realizada concomitantemente na outra orelha, a fim de se observar a movimentação da membrana timpânica. A análise estatística foi realizada por meio do programa SPSS versão 18.0, em que foram considerados como estatisticamente significativos os valores de p< 0,05. Resultados: A média ± desvio-padrão da idade foi de 11 ± 2,72 anos; 55,3% dos pacientes foram do sexo masculino e 44,7% do sexo feminino. A prevalência de curva A foi maior nos grupos de orelhas normais e retrações leves, enquanto que de curva C foi maior no grupo de retrações moderadas/severas. Observamos aumento das pressões na orelha média durante a realização da Manobra de Valsalva no primeiro momento de avaliação nos três grupos de orelhas (p= 0,012). A variação da pressão não foi significativa nem para o Sniff Test, nem para o Toynbee nos dois momentos de avaliação (p≥0,05). A concordância das medidas nos dois diferentes momentos foi de fraca a moderada para os testes nos três grupos de orelhas, e as variâncias da discrepância entre as medidas foram maiores nas orelhas com retrações moderadas/severas. Apesar de não ter atingido significância estatística, o número de movimentações da membrana timpânica foi maior durante a manobra de Valsalva nos três grupos de orelhas. Conclusão: Na população estudada, a média das pressões na cavidade timpânica apresentou uma variação significativa somente durante a Manobra de Valsalva, no primeiro momento de avaliação, nos três grupos de orelhas. As orelhas normais e as com retração leve se comportaram de forma semelhante entre si em todos os testes. As manobras utilizadas apresentaram uma variação intraindividual de fraca a moderada, sendo que maior variação ocorreu em orelhas com retrações moderadas/severas. O número de movimentações da membrana timpânica foi maior durante a manobra de Valsalva nos três grupos de orelhas. / Introduction: The diagnosis of Eustachian tube dysfunctions is essential for better understanding the pathogenesis of chronic otitis media. The literature describes a series of tests to assess tube function; however, there is methodological diversity between them, which varies from application protocols to standardization of tests and their results. Objective: To evaluate the variation in middle ear pressure in patients with tympanic membrane retraction and in normal subjects during tube function tests, as well as to evaluate intra-individual variation between these tests. This study also aimed to evaluate the number of tympanic membrane movements of the contralateral ear during the tests. Methods: An observational contemporary cross-sectional study was conducted, in which the factor under study was the variation in middle ear pressure during tube function tests (Valsalva maneuver, Sniff Test, Toynbee maneuver) in normal subjects and in patients with mild and moderate/severe tympanic retraction. A total of 38 patients (76 ears) were included in the study. Patients underwent tube function tests at two different time points, in order to determine the measure of pressure after each maneuver. During the tests, videotoscopy was performed concomitantly in the contralateral ear, in order to observe tympanic membrane movement. Statistical analysis was performed using SPSS software, version 18.0, considering p values < 0.05 as statistically significant. Results: Mean ± standard deviation for age was 11 ± 2.72 years; 55.3% of patients were male and 44.7% female. The prevalence of type A tympanogram was higher in the groups with normal ears and mild retraction, while type C tympanogram was higher in the group with moderate/severe retraction. An increase in middle ear pressure was observed during Valsalva maneuver at the first time point evaluated in the three groups of ears (p= 0.012). The variation in pressure was not significant either for the Sniff Test or for Toynbee maneuver at the two time points evaluated (p≥0.05). The agreement of the measures at the two different time points was from weak to moderate for the tests in the tree groups of ears, and the variations in discrepancy between measures were higher in ears with moderate/severe retraction. Although it had not reached statistical significance, the number of tympanic membrane movements was higher during the Valsalva maneuver in the tree groups of ears. Conclusion: In this study population, mean pressure in the middle ear showed a significant variation only during the Valsalva maneuver at the first time point evaluated in the three groups of ears. Normal ears and those with mild retraction behaved similarly in all tests. The maneuvers used showed intra-individual variation from weak to moderate, with the higher variation occurring in ears with moderate/severe retraction. The number of tympanic membrane movements was higher during the Valsalva maneuver in the three groups of ears.

A união por conformação eletromagnética de perfis tubulares de alta condutividade elétrica é um processo inovador e limpo que pode substituir com sucesso os processos convencionais de união baseados na fixação mecânica por parafusos, rebites, soldagem e adesivos estruturais. Esta tecnologia funciona a temperatura ambiente, permite a união de materiais diferentes e oferece potencial para promover novas aplicações na montagem de estruturas leves. Neste trabalho busca-se compreender a união por interferência de tubos por cravamento eletromagnético em termos de seus principais parâmetros com o objetivo de identificar a influência na resistência global das uniões e estabelecer a faixa útil de condições operacionais do processo. Inicialmente são apresentados os fundamentos teóricos do processo de conformação eletromagnética e suas principais variantes operacionais, seguido de um resumo do estado atual do conhecimento da aplicação desta tecnologia na união de perfis tubulares no qual é verificado que os parâmetros mecânicos são a tensão residual no mandril, a área e forma da zona de união e o coeficiente de atrito entre os componentes. Entretanto, tais parâmetros estão relacionados de forma complexa com o processo de cravamento eletromagnético, a começar pela energia e a distribuição do pulso de pressão magnética gerados pela máquina e ferramenta que “disparam” o processo de conformação, a folga inicial entre componentes, o material dos componentes e, a geometria, forma e rugosidade do mandril. O estudo experimental foca a união por interferência de tubos de alumínio (AA6082-O) com mandris de aço (AISI 1045) e alumínio (AA6082 nos estados O e T6) investigando de forma gradual a influência de parâmetros do processo na resistência mecânica (à tração) deste tipo de uniões. Os resultados obtidos demonstram que a resistência mecânica da união e os modos de falha associados são diretamente relacionados com os parâmetros de processo e condições do mandril. Além disso, outras importantes contribuições são apresentadas em relação à instrumentação para medição de fluxo magnético e eficiência global do processo e para o desenvolvimento e aplicações industriais desta tecnologia. / Joining of tubular profiles with high electrical conductivity by electromagnetic forming (EMF) is an innovative and clean technology that can successfully replace conventional joining technologies based on mechanical fixing with fasteners, rivets, welding and structural adhesives. The technology works at room temperature, allows joining dissimilar materials and offers potential to foster new applications in the assembly of lightweight tubular frame structures. This work investigates the interference-fit joining of tubes by electromagnetic crimping in terms of its major parameters with the aim of identifying their influence on the overall strength of the joints and establishing the useful range of process operating conditions. Initially, the theoretical principles of EMF and its main operational process variants are presented, followed by a summary of the current state of the knowledge of its application in the joining of tubular profiles in which it is found that the mechanical parameters are the residual stress at the joint interface, the area and shape of the joint interface and the friction coefficient between the joining partners. However, these parameters are related in a very complex way with the electromagnetic crimping process parameters, starting with the charging energy and by the machine and tool which generates the distribution of the magnetic pressure pulse that “triggers” the forming process, the initial gap between joining partners, the mandrel properties such as material, geometry, shape and surface roughness. The experimental study focuses the interference-fit of aluminum tubes (AA6082-O) on mandrels made of different materials and metallurgical conditions (AISI 1045, AA6082-O and AA6082-T6) and, therefore, the process is analyzed by the gradual influence of other process parameters aiming to achieve high strength joints. Results show that the joint strength and the associated failure mechanisms are directly related to process parameters and mandrel conditions. In addition, other important contributions are presented regarding the instrumentation for measuring the magnetic flux and overall process efficiency and to the development and implementation of this technology in industrial processes.

Neural tube defects (NTDs), which is a congenital malformation, in significant part on the statistics of perinatal morbidity and mortality due to their high incidence rates. The DA can be limited to the central nervous system and / or peripheral, and may also include the overlying tissues (bones, muscles and connective tissue). Folic acid (FA) is a nutrient that plays a fundamental role in the process of cell multiplication. And the remarkable importance of folic acid in preventing NTDs where published studies portray the relationship between the levels of PA and the birth of children with NTDs, whereby the higher the rate of serum folate, less frequent are the births of children with NTDs . Although he knows that the AF is directly linked to the prevention of NTDs, little has been epidemiologically demonstrated the use of it in our population (especially from the Northeast-SE Brazil). All study women received prenatal (PN), however from the second month of conception outside the period in which it is contemplated by the AF prevention, highlighting the lack of an effective family planning. Was not performed by folic acid supplementation in 56.6% of women studied and the other 43.3% who did, began after the second month of pregnancy, which had become ineffective in the prevention, the same vitamin, the DTN. Showed that only 3.3% of cases of NTD group had a gestational age was less than 37 weeks and 50% were primigravida, the same group. The women studied were aged 24.8 years on average to become pregnant. Epidemiological parameters when compared with the comparison group, were similar, since both groups used the same health service, with the characteristic of high risk. The levels of serum folate in a group of women studied, remained normal and the highest of scientific studies published so far with similar characteristics. Prevention with the use of folic acid should be intensified by the various sectors of society, the risk group studied, so to avoid the recurrence of neural tube defects, reducing the incidence and recurrence in women who are more likely to generate conceptuses with this malformation. / O defeito do tubo neural (DTN), que é uma malformação congênita, participa de modo considerável nas estatísticas de morbidade e mortalidade perinatais devido a suas elevadas taxas de incidência. Os DTN, podem se limitar ao sistema nervoso central e/ou periférico, e também podem incluir os tecidos sobrejacentes (ossos, músculos e tecido conjuntivo). O ácido fólico (AF) é um micronutriente que apresenta papel fundamental no processo de multiplicação celular. E notória a importância do ácido fólico na prevenção dos DTN onde, estudos publicados retratam a relação dos níveis de AF e o nascimento de crianças com DTN, segundo os quais, quanto maior a taxa de folato sérico, menos frequentes são os nascimentos de crianças com DTN. Embora que saiba-se que o AF está ligado diretamente à prevenção do DTN, pouco se tem evidenciado epidemiologicamente o uso do mesmo na população brasileira (em especial a da região Nordeste/SE/Brasil). Todas as mulheres estudadas realizaram pré-natal (PN), entretanto a partir do segundo mês de concepção, fora do período que contempla-se a prevenção pelo AF, evidenciando a falta de um planejamento familiar efetivo. Não foi realizada a suplementação por ácido fólico em 56,6% das mulheres estudadas e as outras 43,3% que a fizeram, iniciaram após o segundo mês de gestação, o que tornara ineficaz a prevenção, pela mesma vitamina, ao DTN. Evidenciou-se que apenas 3,3% dos casos do grupo DTN tiveram idade gestacional foi inferior a 37 semanas e 50% foram primigesta, do mesmo grupo. As mulheres estudadas tiveram idade média ao engravidar 24,8 anos. Os parâmetros epidemiológicos, quando comparados com o grupo de comparação, mostraram-se semelhantes, uma vez que ambos os grupos utilizaram o mesmo serviço de saúde, com a característica de alto risco. Os níveis de ácido fólico sérico, em um grupo, das mulheres estudadas, mantiveram-se normais e mais elevados dos que os estudos científicos publicados até o momento com semelhantes características. A prevenção com o uso do ácido fólico deve ser intensificada pelos vários setores da sociedade, ao grupo de risco estudado, para evitarmos assim a recorrência do defeito do tubo neural, reduzindo a incidência e recorrência em mulheres que tem maior chance de gerarem conceptos com essa malformação.

Orientador: Antonio Fernando Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-18T00:03:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_RobertoJoseNegrao_D.pdf: 1229933 bytes, checksum: affc50589086791ae8d3862bcf6b885e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As Fendas Orofaciais Típicas (FOT), compõe um grupo que inclui as fendas labiais, labiopalatais e palatais, acometem 1 em cada 650 a 1000 recém-nascidos em todo o mundo. Os indivíduos com FOT sejam estes sindrômicos ou não sindrômicos, padecem, com frequência, de desordens nutricionais múltiplas, com destaque para as dificuldades alimentares nos seis primeiros meses de vida. Com o objetivo de contribuir para a melhoria da assistência aos afetados, o presente estudo foi dividido em quatro fases de análise e uma proposta. As fases de análise são: a) caracterização do estado nutricional de um grupo de indivíduos com FOT; b) avaliação inicial e intervenção nutricional com abordagem multiprofissional padronizada, ambas em atendimento ambulatorial; c) análise de dados nutricionais de estudo multicêntrico brasileiro; d) avaliação de conhecimento sobre FOT e nutrição aplicada aos alunos do último ano de graduação em áreas da saúde da Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp. O presente trabalho mostra que cerca da metade dos pacientes chega desnutrida para consulta especializada e, ainda, que há impacto positivo no ganho de peso quando orientações nutricionais e fonoaudiológicas são realizadas. Apesar de notar-se uma melhoria na assistência a este grupo de indivíduos, ela ainda é precária no nosso país. Sobretudo, as cirurgias necessárias são frequentemente postergadas devido a diversos problemas estruturais, com destaque para a nutrição inadequada. O trabalho revela também que os estudantes de cursos da área de saúde que terão contato com estes pacientes não conhecem o assunto. Finalizando, baseados nestes achados e na revisão de literatura, elaborou-se material educacional e algoritmo de avaliação e condução de aspectos nutricionais, voltados para o profissional da saúde / Abstract: The "Typical Orofacial Clefts" (TOC) represents a group of congenital defects composed by cleft lip with or without cleft palate and isolated cleft palate. They affect about 1:650-1000 newborns in the entire world. Multiple nutritional diseases, specially feeding disorders from newborn until six month of life, are often detected. The main aim of the study is to contribute for the assistance of these children. Five independent chapters built up a picture of some relevant aspects in this theme. Firstly, it was performed a cross sectional investigation of anthropometric parameters of TOC individuals without syndrome. After that, it was designed a longitudinal study using nutritional intervention. A multicentre study characterized nutritional records in children from seven different centers by parents' interview. In the chapter four it was performed an evaluation of nutritional knowledge of health professional students from the last year of graduation of Unicamp (dentist, nurse, physician and speech therapy). These studies showed that a half of the patients were in malnutrition state and nutritional counseling was effective to improve it. Despite of the health care for clefts individuals already structured in Brazil, it should be improved. Surgical delays related to health structure problems and inadequate nutrition care, as well. In order to improve the health care, the last chapter is a nutritional guide and algorithm for nutritional approach for cleft babies to health care professionals / Doutorado / Pediatria / Doutor em Saude da Criança e do Adolescente

Orientador: Leonardo Goldstein Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domingues_RogerioBolchi_M.pdf: 2485496 bytes, checksum: 9c0c7fc9fca353e68329fa5025091bfb (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os injetares gás-sólido tipo Venturi são equipamentos utilizados na indústria para transportar materiais particulados. Eles constituem um equipamento de baixo custo e de construção simples, que não possui componentes móveis. No entanto promovem um alto consumi energético. A literatura existente apresenta informações sobre o comportamento deste equipamento na injeção de alguns materiais, tais como, areia, cimento, esferas de vidro, polietileno e trigo. Neste trabalho será testado um catalisador de FCC. A introdução de coeficientes de perda de pressão em um modelo mecanicista proposto por Bohnet e Wagenknecht (1978) tomou as equações obtidas similares às equações clássicas de perda de pressão em dutos. Os testes forneceram dados sobre a distribuição de pressão no injetor, incluindo na câmara de abastecimento, em função da descarga de gás. Foi verificado o efeito da carga de sólidos na distribuição de pressão ao longo do injetor. E por fim foi verificado o comportamento da distribuição de pressão ao longo do injetor e a variação dos coeficientes de perda de pressão em função da variação dos parâmetros geométricos S e dG2' Após coletados os dados foi apresentado uma proposta de um procedimento para o dimensionamento de injetores gás-sólidos tipo Venturi / Abstract: Gas-solid Venturi injectors are used in industry as feeding devices of granulated or pulverized solids into pipelines under pressure for pneumatic conveying. Their advantages are no moving parts, low cost and a simple geometry. On the other hand they have a large energy consumption. Not much work has been reported in the literature on Venturi injectors. Information is available for sand, cement, glass, polyethylene and wheat. Energy conversion efficiencies were introduced in Bohnet and Wagenknecht (1978) equations to evaluate the pressure drop distribution. In this work FCC particulate was injected and measurements were performed to obtain an altemative parameter - the pressure drop coefficients - which allows calculating the total pressure variation in the injector, including the hopper. The solids loading influence on the pressure variation was studied, as well as the influence of the inlet air nozzle diameter, and of the distance between this nozzle and the Venturi entrance section. A procedure to estimate a gassolids injector was proposed. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T22:44:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damasco_Astrid_D.pdf: 55690110 bytes, checksum: 6c2d5f5f7cbef8c9f338896b128300d0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A motivação deste trabalho surgiu do fato da indústria automobilística usar em larga escala o processo de soldagem a ponto por resistência elétrica para a produção de juntas de chapa/chapa e de chapa/tubo com diferentes espessuras, revestimentos e composição química, sendo que ainda há uma série de dificuldades práticas associadas a algumas combinações chapa-tubo- revestimentos e, inclusive, com poucos dados disponíveis na bibliografia especializada. Foi feito, neste trabalho, a caracterização e análise do processo de soldagem a ponto por resistência elétrica para juntas de chapa sobre chapa e de chapa sobre tubo constituídas de aço baixo carbono, com diferentes composição química, espessura e revestimento. Para tanto, foram utilizadas chapas de aço ASTM 1005, de 0,95 mm de espessura, zincadas e tubos de aço ASTM 1023, de seção quadrada 30X30 mm2, com espessuras de 1,5 mm, 2,0 mm e 3,0 mm, todos fosfatizados. Com esses materiais foram obtidas juntas de chapa/chapa e chapa/tubo com diferentes combinações de espessuras ( 0,95/1,5 mm; 0,95/2,0 mm e 0,95/3,0 mm) e revestimentos (zinco/fosfato; zinco/zinco e decapados). As juntas de interesse foram submetidas ao processo de soldagem a ponto por resistência, cujos parâmetros de processo foram previamente determinados com base na chapa mais fina (0,95 mm de espessura), de modo a se obter intervalos de corrente de soldagem para cada combinação de espessura e revestimento.Os parâmetros de processo estudados foram corrente de soldagem, tipo de eletrodos e força entre eletrodos. As juntas obtidas foram analisadas quanto aos seus aspectos externos (identação, deformação e expulsão), aspectos internos (macroestrutura, diâmetro de lente, penetração, vazios e trincas), propriedades mecânicas (resistência à tração axial e torque máximo) e modo de fratura macroscópica. Para as juntas de chapa/chapa foram obtidos intervalos de soldagem maiores que 2,0 kA, garantindo ampla faixa de soldabilidade, para as diferentes combinações de espessuras de chapas e dos revestimentos de chapas estudados. Também foi possível obter intervalos de soldagem maiores que 2,0 kA para as juntas de chapa/tubo, com tubos de 2,0 mm e 3,0 mm de espessura nas diferentes combinações de revestimentos estudadas. A soldagem em tubos de 1,5 mm de espessura foi viabilizada através do desenvolvimento de quatro diferentes processos, sendo que todos os quatro resultaram em intervalos de soldagem acima do valor mínimo de 1,0 kA, a partir do qual um processo de soldagem a ponto por resistência elétrica é considerado viável. Esses processos envolvem a utilização de alguns dispositivos desenvolvidos pela autora, e que levaram a valores razoavelmente altos de carga de tração e de torque máximo. Em alguns casos, os pontos de solda obtidos apresentaram vazios no interior da lente de solda ou trincas na superfície da chapa de 0,95 mm. Contudo, todos os pontos obtidos dentro dos intervalos de soldagem apresentaram valores de carga de tração máxima e de torque máximo maiores que o mínimo prescrito na literatura especializada / Abstract: The motivation for this work came from the fact of the automobile industry uses on a large-scale the resistance spot welding of low-carbon steel of sheet/sheet and sheet/tube joints, with different composition, thickness, and coating, and there are a few information on these complex joints in the bibliography. A characterization and analysis ofthe resistance spot welding process for sheet/sheet and sheet/tube joints of low-carbon steel, with different composition, thickness, and coating has been conducted. For that, ASTM 1005 steel zinc coated sheet, 0.95 mm thick, and ASTM 1023 steel square tube, 30x30 mm2, 1.5, 2.0, and 3.0 mm thick, in a phosphorised condition have been utilized, for obtaining sheet/sheet and sheet/tube joints with different thickness combination (0.95/1.5 mm; 0.95/2.0 mm; 0.95/3.0 mm), and coating (zinc/phosphate; zinc/zinc; and uncoated). The joints were welded by using the welding parameters obtained from the thinest sheet (0.95 mm thick) in order to obtain welding electric current intervals for each thickness and coating combinations. The welding electric current, type of electrode, and welding force have been studied. The joints have been analysed from the following points of view: external aspects (indentation, deformation, and expulsion); inner aspects (macrostructure, nugget, diameter, penetration, shrinkage void, and cracks); mechanical properties (ultimate tensile load and maximum torsional moment), and macroscopic fracture mode. It was observed electric current welding intervals greater than 2.0 kA for all sheet/sheet joints, that means wide weldability for different combinations in sheet thickness and coating. It was possible to observe also current welding intervals greater than 2.0 kA for sheet/tube joints, 2.0 and 3.0 mm thick for all coating conditions. On the other hand, it was possible to obtain good welds in 1.5mm thick tube only by using four different processes, and as a result of these, it was also possible to obtain current welding intervals greater than the minimal value 1.0 kA. Some of the fixtures used in these four processes were developed by the author. In some case, there were shrinkage voids in the nugget or cracks frem 0.95 mm thick sheet surface. Therefore, all nugget obtained in the current welding intervals presented ultimate tensile load and maximum torsional greater than the minimal value recommended in the bibliography / Doutorado / Materiais e Processos / Doutor em Engenharia Mecânica

O presente trabalho envolve um estudo teórico e experimental do escoamento bifásico externo a banco de tubos. Inicialmente, apresenta-se uma ampla revisão da literatura sobre padrões de escoamento, fração de vazio e perda de pressão, durante escoamentos monofásicos e bifásicos externos a banco de tubos. Nesta análise são também descritos os métodos de previsão destes parâmetros. Verificam-se diferenças significativas entre as estimativas proporcionadas por eles, fato que indica a inexistência de métodos generalizados. Posteriormente é apresentada uma descrição detalhada da bancada experimental projetada e construída durante o doutoramento. O aparato completo compõe-se da seção de testes, circuito de água, sistema de compressão e condicionamento de ar, e seções de injeção dos fluxos e condicionamento do escoamento. A seção de testes consiste em um banco de tubos distribuídos segundo configuração triangular normal, com os tubos apresentando diâmetro externo de 19,1 mm, comprimento de 381 mm, e espaçamento transversal de 24 mm. Os experimentos foram realizados para escoamento vertical ascendente de misturas água-ar e velocidades superficiais da fase líquida e gás de 0,020 a 1,500 m/s e de 0,10 a 10,00 m/s, respectivamente. Neste estudo foram desenvolvidas técnicas inéditas para determinação experimental da fração de vazio superficial no interior do banco de tubos baseadas em sistemas óptico e de sensoriamento capacitivo. Os padrões de escoamento foram identificados subjetivamente através de visualização de imagens e vídeos do escoamento, e objetivamente com o auxílio do método de agrupamento de dados k-means utilizando parâmetros baseados no sinal de perda de pressão e do sensoriamento capacitivo. Identificou-se subjetivamente os padrões de escoamento bolhas, bolhas dispersas, bolhas grandes, agitante, intermitente e anular. Constatou-se equivalência entre os padrões de escoamento identificados através dos métodos objetivo e subjetivo. Resultados experimentais para fração de vazio foram obtidos através de técnicas óptica e capacitiva. Constatou-se que o traçador rodamina B utilizado no método óptico altera as condições do escoamento, ainda que em concentrações reduzidas. A partir dos resultados obtidos com o sensoriamento capacitivo estimou-se a fração de vazio para o padrão bolhas. Resultados para a parcela friccional da perda de pressão também foram levantados. Constata-se o incremento da fração de vazio e da parcela friccional da perda de pressão com as velocidades superficiais das fases líquida e gás. Os resultados para fração de vazio foram comparados com métodos de previsão da literatura, e de maneira geral os métodos preveem as tendências dos resultados experimentais apenas para vazões de líquido reduzidas. Analogamente, os resultados para perda de pressão foram comparados com estimativas segundo métodos da literatura, concluindo que os métodos não preveem satisfatoriamente os resultados obtidos. Desta forma, foram propostos novos métodos de previsão para padrões de escoamento, fração de vazio e parcela friccional da perda de pressão, desenvolvidos a partir de análises dos mecanismos dominantes do escoamento, e adotando parâmetros adimensionais para correlacionar os dados. Os métodos propostos preveem satisfatoriamente os resultados experimentais deste estudo e da literatura para escoamentos bifásicos água-ar. / The present thesis concerns a theoretical and experimental study of external two-phase flows across tube bundles. Initially, a comprehensive literature review covering flow patterns, void fraction and pressure drop for single and two-phase flows across tubes bundle is presented. The review also describes predictive methods for these parameters. A comparison of these methods reveals reasonable disagreement among their predictions, indicating the absence of generalized methods. Subsequently, the apparatus and instrumentation designed and built to obtain the experimental data are described. The experimental apparatus comprises the test section, a water loop, air compression and conditioning systems, and sets for fluid flow injections and conditioning. The test section is a normal triangular tube bundle, with 19.1 mm OD tubes, 381 mm long and transversal pitch of 24 mm. The experiments were performed for air-water upward vertical flow, for superficial liquid and gas velocities ranging from 0.020 to 1.500 m/s and 0.10 to 10.00 m/s, respectively. Innovative techniques to evaluate the void fraction within the bundle were developed based on capacitive and optical methods. The flow patterns were identified subjectively and objectively by k-means clustering method, using as clustering parameters the pressure drop and the capacitive signals. Bubbles, dispersed bubbles, large bubbles, churn, intermittent and annular flow patterns were identified subjectively. The data groups identified by the objective method are representative of the flow patterns. Void fraction measurements were obtained for bubbly flow using both techniques (optical and capacitive). The void fraction data based on the optical method had its experimental range limited due to changes in the flow characteristics caused by the addition of the fluorescent dye Rhodamine B. The experimental results indicate that the void fraction increases with increasing the superficial velocities of both phases. In general, the void fraction predictive methods available in the literature capture the trends of the experimental results only for reduced liquid flow rates. According to the experimental results, the frictional pressure drop increases asymptotically with increasing the flow rates of both phases. None of the predictive methods from literature evaluated in the present study predicted satisfactorily the experimental results. Methods for prediction of flow patterns, void fraction and frictional pressure drop parcel were also developed in the present study. These methods provided reasonable predictions of the experimental results obtained in the present study, and also from the literature for air and water flows across tube bundles.

O presente estudo envolve a análise teórico-experimental da transferência de calor através do mecanismo de ebulição em um único tubo e em banco com três tubos horizontais. A análise da literatura permitiu levantar os parâmetros que podem influenciar o coeficiente de transferência de calor na ebulição em banco de tubos e algumas correlações. O aparato experimental foi adaptado para realização de ensaios envolvendo refrigerantes halogenados, 3 tubos dispostos em fileiras paralelas e 3 distintos diâmetros. Nos experimentos foram utilizados os refrigerantes R-11, R-123 (baixa pressão) e R-134a (média pressão), tubos de latão aquecidos internamente com resistências elétricas, com fluxo de calor específico variando entre 1 e 40 kW/'M POT.2'. Através dos resultados foram observados alguns comportamentos inéditos na influência do acabamento superficial e em banco de tubos. Com base no banco de dados levantado, foi desenvolvida uma correlação para o coeficiente de transferência de calor em ebulição em banco de tubos. Os resultados obtidos por esta correlação apresentaram reduzidos desvios em relação aos experimentais. / The research reported herein is a theoretical and experimental investigation of nucleate boiling heat transfer in an isolated tube and a row of three horizontal tubes. The literature review provided enough information to raise the intervening physical parameters and several correlations. The experimental bench has been developed and adapted to perform experiments with several refrigerants, three different tube diameters, and to accommodate a row of three parallel tubes. The experiments have been carried out with refrigerants R-11, R-123 and R-134a. Heating of the brass tubes has been provided by tubular electrical heaters inserted inside the tubes. The heat flux varied from 1 to 40 kW/'M POT.2'. Experiments have been carried out by successively heating two and three tubes. Effects of boiling in tubes underneath (lower level) have been investigated. Finally a correlation for the heat transfer coefficient in successive tubes of a tube bank has been developed. The correlation presents good accuracy with respect to data from the present investigation.