Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-22T12:08:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-22T14:06:59Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-22T18:09:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-22T18:12:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-22T19:44:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-23T11:57:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-23T12:57:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-23T13:16:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-23T13:34:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, 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CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-24T16:47:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-24T17:31:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-27T11:40:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-27T12:31:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-27T13:03:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-27T18:08:08Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-28T12:13:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-28T14:22:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-28T14:31:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-28T14:37:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-28T19:04:28Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-11-30T18:58:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-12-04T14:43:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Submitted by PAULA ANDREA MONTENEGRO CHAUCANES null (paula_andrea_mon@hotmail.com) on 2017-12-05T14:11:15Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Paula (final1).pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Roberta Honorato Goria null (robertacgb@reitoria.unesp.br) on 2017-12-06T13:16:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 chaucanes_pam_me_ilha.pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-06T13:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 chaucanes_pam_me_ilha.pdf: 4074329 bytes, checksum: b4e87799b76f0a2635d5a1511a22d2f0 (MD5) Previous issue date: 2017-10-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo mostra o funcionamento dos processos de oxidação de matéria orgânica junto com os processos simultâneos de nitrificação e desnitrificação (SND) dentro do reator aeróbio de leito fluidizado de tubos concêntricos com uma terceira câmara para gerar condições anóxicas (necessárias para garantir o processo de desnitrificação). O reator foi operado por um período de 140 dias, durante o qual a remoção de demanda química de oxigênio (DQO) e de nitrogênio total (NT), atingiu 80% e 44% respectivamente, para um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 3 horas. A configuração dos diâmetros dos tubos concêntricos resultou em diferentes relações de áreas e, portanto em diferentes vazões para cada câmara. Na operação do reator foram aplicadas duas relações de vazões alterando o nível de esgoto dentro do reator. Os efeitos destas relações de vazões, alterou a concentração de oxigênio dissolvido (OD) entre os compartimentos aeróbio e anóxico do reator e a relação C:N, as quais foram estudadas durante o funcionamento deste sistema. Os resultados indicaram que a relação de vazões 2(4,8: 3,8: 1 para as câmaras 1, 2 e 3, respectivamente) beneficiou as remoções de DQO e NT. A concentração de OD no compartimento aeróbio apresentou valores médios de 3,57 ± 1,24 mg.L -1 , e no topo da câmara 3, a concentração de OD foi de 1,41 ± 0,78 mg.L -1 . As relações C:N que apresentaram maiores eficiências de remoção de NT foram as superiores a 10, sendo a máxima remoção de T na relação C:N de 17. O tempo de retenção celular (TRC) alcançado no reator foi de 3,16 ± 3,07 dias. Neste trabalho de pesquisa foi concluído que a configuração de três câmaras concêntricas para o reator aeróbio de leito fluidizado beneficia a remoção de NT, tornando este reator uma alternativa para o tratamento de águas residuárias domésticas. / This study shows the operation of the organic matter oxidation processes together with the simultaneous processes of nitrification and denitrification (SND) inside the aerobic fluidized bed reactor of concentric tubes with a third chamber to generate anoxic conditions (necessary to guarantee the denitrification process). The reactor operated over a period of 140 days, during which chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN) removal reached 80% and 44% respectively, for a 3 hour hydraulic detention time (HDT). The configuration of the diameters of the concentric tubes resulted in different area ratios and therefore in different flow rates for each chamber. In the reactor operation were applied two flow ratios, altering the sewage level inside the reactor. The effects of these flow rates were changing the concentration of dissolved oxygen (DO) between the aerobic and anoxic compartments of the reactor and the C: N ratio, which was studied during the operation of this system. The results indicated that the ratio of flows 2 (4.8: 3.8: 1 for chambers 1, 2 e 3, respectively) benefited the COD and TN removal. The DO concentration in the aerobic compartment presented average values of 3.57 ± 1.24 mg.L-1 , and on top of chamber 3, the DO concentration was 1.41 ± 0.78 mg.L-1 . The C:N ratios that showed higher nitrogen removal efficiencies were higher than 10, with the maximum TN removal at the C:N ratio of 17. The cell retention time reached (CRT) in the reactor was 3.16 ± 3.07 days. In this research, was concluded that three concentric chambers configuration for the aerobic fluidized bed reactor benefits the TN removal, became this reactor an alternative in domestic wastewater treatment.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-09-26Bitstream added on 2014-06-13T20:35:22Z : No. of bitstreams: 1 almeida_dv_me_ilha.pdf: 1116304 bytes, checksum: 4ec5e76bbfd3a7604e350c27088d4da2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho discute a viabilidade da substituição do estabilizante térmico a base de chumbo pelo de cálcio-zinco na produção de tubos de pvc rígido, através de análise em resultados experimentais, obtidos diretamente na indústria. De forma objetiva, foi descrito o processo de fabricação, bem como as matérias primas utilizadas e os ensaios , utilizados durante a fabricação. Foram realizados vários ensaios em doze lotes, de seis tubos de diferentes bitolas, produzidos nas plantas de Penápolis(S.P) e Simões Filho(BA), do grupo Asperbrás, de acordo com normas ditadas pela ABNT. Para cada produto (tubo), foram produzidos dois lotes distintos, um com estabilizante a base de chumbo e o outro com estabilizante a base de cálcio-zinco. A princípio, manteve-se iguais, todas as outras características de processamento, permitindo assim uma melhor análise dos resultados obtidos. Os dados obtidos, depois de analisados, permite-nos concluir,que sob o ponto de vista técnico, essa mudança é inteiramente satisfatória, pois conseguimos uma melhora significativa nas propriedades físicas do produto final, aumento de produtividade em torno de 6%, diminuição do índice de lotes rejeitados e por fim a eliminação definitiva do chumbo nas formulações das blendas, atendendo os apelos dos ecologistas e ambientalistas. Já sob o ponto de vista econômico, ficou claro, que, considerando apenas os custos diretos dos dois produtos, os estabilizantes a base de cálcio-zinco, são mais caros cerca de 25%, quando comparados aos de chumbo. Porém, quando utilizados em formulações de compostos, em quantidades adequadas ao processo, juntamente com os outros componentes, essa diferença pode praticamente se anular, viabilizando economicamente a tal mudança. / In this work it was discussed the viability of substituting the thermo stabilizer based on lead by the calcium-zinc in the production of rigid PVC pipes, through analysis of experimental results obtained directly from the industry. Briefly, it was described the process of manufacture, as well as, the materials and assays used during the manufacturer. It were performed several assays in twelve portions of six pipes with different diameters, produced in the factories of Penápolis, São Paulo and Simões Filho, Bahia, Brazil, belonging to the Asperbras group, according to the rules from ABNT (Brazilian Association of Technical Rules). For each product (pipe) it were produced two distinct groups, one with the stabilizing based on lead and the other with the calcium-zinc stabilizing. At first, it was maintained unchanged all the other characteristics of processing, allowing a better analysis of the obtained results. The analyzed data allow the conclusion that according to the technical point of view, this change is totally satisfactory, since we got a good improvement in the physical properties of the final product, as well as, an increase in the yield around 6%, in addition to a decrease in the non-acceptable portions. At the end, it was obtained a definitive elimination of lead in the blends formulations, in accordance to the ecologists and environmentalist's appeals. Under the economical point of view it has become clear, that if consider just the direct costs of the two products, the stabilizers based on calcium-zinc are around 25% more expensive when compared to the lead based products. However, when utilize the calcium-zinc stabilizers in appropriated formulations of compounds and in quantities appropriated to the process, with the other components, this difference is not significant, turning viable this new formulation.

Orientador: Tsunao Matsumoto / Resumo: Este estudo mostra o funcionamento dos processos de oxidação de matéria orgânica junto com os processos simultâneos de nitrificação e desnitrificação (SND) dentro do reator aeróbio de leito fluidizado de tubos concêntricos com uma terceira câmara para gerar condições anóxicas (necessárias para garantir o processo de desnitrificação). O reator foi operado por um período de 140 dias, durante o qual a remoção de demanda química de oxigênio (DQO) e de nitrogênio total (NT), atingiu 80% e 44% respectivamente, para um tempo de detenção hidráulica (TDH) de 3 horas. A configuração dos diâmetros dos tubos concêntricos resultou em diferentes relações de áreas e, portanto em diferentes vazões para cada câmara. Na operação do reator foram aplicadas duas relações de vazões alterando o nível de esgoto dentro do reator. Os efeitos destas relações de vazões, alterou a concentração de oxigênio dissolvido (OD) entre os compartimentos aeróbio e anóxico do reator e a relação C:N, as quais foram estudadas durante o funcionamento deste sistema. Os resultados indicaram que a relação de vazões 2(4,8: 3,8: 1 para as câmaras 1, 2 e 3, respectivamente) beneficiou as remoções de DQO e NT. A concentração de OD no compartimento aeróbio apresentou valores médios de 3,57 ± 1,24 mg.L -1 , e no topo da câmara 3, a concentração de OD foi de 1,41 ± 0,78 mg.L -1 . As relações C:N que apresentaram maiores eficiências de remoção de NT foram as superiores a 10, sendo a máxima remoção de T na relação C:N de 17. O te... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study shows the operation of the organic matter oxidation processes together with the simultaneous processes of nitrification and denitrification (SND) inside the aerobic fluidized bed reactor of concentric tubes with a third chamber to generate anoxic conditions (necessary to guarantee the denitrification process). The reactor operated over a period of 140 days, during which chemical oxygen demand (COD) and total nitrogen (TN) removal reached 80% and 44% respectively, for a 3 hour hydraulic detention time (HDT). The configuration of the diameters of the concentric tubes resulted in different area ratios and therefore in different flow rates for each chamber. In the reactor operation were applied two flow ratios, altering the sewage level inside the reactor. The effects of these flow rates were changing the concentration of dissolved oxygen (DO) between the aerobic and anoxic compartments of the reactor and the C: N ratio, which was studied during the operation of this system. The results indicated that the ratio of flows 2 (4.8: 3.8: 1 for chambers 1, 2 e 3, respectively) benefited the COD and TN removal. The DO concentration in the aerobic compartment presented average values of 3.57 ± 1.24 mg.L-1 , and on top of chamber 3, the DO concentration was 1.41 ± 0.78 mg.L-1 . The C:N ratios that showed higher nitrogen removal efficiencies were higher than 10, with the maximum TN removal at the C:N ratio of 17. The cell retention time reached (CRT) in the reactor was 3.16 ± 3.... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] O problema de transferência de calor, que ocorre durante o escoamento laminar de um fluido de Herschel-Bulkley na região de entrada de tubos é estudado. O número de Nusselt é obtido como uma função da coordenada axial, tensão limite de escoamento e índice de comportamento. São examinadas duas condições de contorno térmicas : fluxo de calor uniforme na parede e temperatura uniforme na parede. Esta análise é feita considerando, primeiramente, as propriedades do líquido independentes da temperatura. Em uma fase posterior, investiga-se o efeito da variação da tensão de escoamento e do índice de consistência com a temperatura. É investigada a influência de alguns parâmetros sobre a transferência de calor. Para o caso das propriedades independentes da temperatura, constatou-se a influência do índice de comportamento e do raio de plug flow sobre o perfil de velocidade. Quando o índice de comportamento é menor que 1, ou o raio de plug flow é maior que 0, o perfil de velocidade fica mais achatado. Em função disto, o número de Nusselt aumenta nestes casos. Os números de Reynolds e Peclet não afetam a troca de calor no escoamento totalmente desenvolvido, porém têm um papel significativo na região de entrada do tubo. Os resultados mostram que a hipótese de fluidos com propriedades independentes da temperatura não muda, o comportamento qualitativo do fluido frente à transferência de calor, embora quantitativamente ocorram mudanças significativas. / [en] The heat transfer problem that occurs during the laminar flow of a Herschel-Bulkley fluid through the entrance portion of tubes is studied. The Nusselt number is obtained as a function of the axial coordinate, yield stress and behavior index. Two different thermal boundary conditions are investigated: uniform wall heat flux and uniform wall temperature. The analysis is firstly carried out assuming that the .reological prop- erties do not depend on temperature. Then the effect of temperature on the yield stress and consistency index is considered for a few representative cases. The behavior index less than one or the plug flow radius greather than zero makes the velocity profile flater. As a result higher Nusselt numbers are obtained. The Reynolds and Peclet numbers do not affec t the flow in the fully developed region, however they play a significative hole in the entrance region. The results show that assumption of temperature –independent properties does not change the qualitative heat transfer behavior, although quantitatively there are significant changes.

[pt] Neste trabalho, a interação fluido-estrutura é analisada em sistemas de tubulações transportando líquidos, considerando-se que o material dos tubos apresenta comportamento mecânico linear viscoelástico. São investigados, teoricamente, os efeitos do movimento da tubulação nas respostas transientes de pressão no líquido e tensão na estrutura quando se induz, através do fechamento rápido de válvulas ou ação de uma força de impacto sobre a tubulação, um estado de desequilíbrio no sistema. Na análise, considera-se o processo de propagação de ondas nas paredes da tubulação em consequência de esforços hidrodinâmicos localizados, assim como devido ao efeito Poisson. As equações que descrevem a dinâmica do movimento do líquido e do tubo são acopladas e resolvidas numericamente através do método das características. Os resultados obtidos para alguns sistemas de tubulação são comparados com o caso em que o tubo exibe resposta elástica e com resultados experimentais disponíveis na literatura. Os resultados indicam que o movimento estrutural pode induzir pressões e tensões mais elevadas que aquelas previstas pela análise clássica não acoplada, particularmente no início do regime transiente, antes que a víscoelasticidade do material do tubo atenue as respostas do sistema. Contudo, o acréscimo observado nas pressões e tensões devido ao movimento estrutura não é tão significativo em tubulações viscoelásticas quanto em elásticas. / [en] In the present work the fluid-structure interaction is analysed for compliant piping systems by assuming a linear viscoelastic behavior of the pipe material. The effects of pipe motion on transient responses of liquid pressure and pipe stresses are theoretically investigated when the system is disturbed in some fashion such as rapid valve closure and an external impact load. In this analysis it is considered the wave propagation process in the pipe wall due to localized hidrodynamics efforts and the Poisson effect. The set of equations describing the dynamics of the liquid and pipe wall are coupled and solved numerically by means of the method of characteristics. The results obtained for some piping systems are compared with those observed for elastic pipe material and with experiments available in the literature. The results indicate that the structural motion can produce pressures and stresses higher than those predicted by the classical, uncoupled, waterhammer analysis, particularly at the begining of the transient, before pipe material viscoelasticity damps the system responses. However, the increase observed on pressures and stresses due to structural motion is not as significant for a viscoelastic pipeline as it is for an elastic pipe.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar as tensões atuantes no conjunto conector e duto flexível de camadas não aderentes durante ensaios com carregamentos axiais de tração e fadiga. Estes ensaios são utilizados para a qualificação de dutos flexíveis. Foram desenvolvidos e patenteados alguns modelos de conectores contemplando apenas a parte estrutural. Ensaios preliminares de tração e fadiga, com dois conectores diferentes e um segmento de riser de dimensões reduzidas, foram realizados visando a seleção do modelo de melhor desempenho em um pórtico. O conector de melhor desempenho foi então ensaiado em uma bancada com dimensões que atendessem ao documento da Petrobras a I-ET 3500.00.6500-291-PAZ-001 - Non standartized Prototype qualification tests of flexible pipes (2007). Tanto os ensaios do pórtico como o de bancada, foram monitorados com strain gages colados nos tendões da armadura externa de tração próximos aos conectores. O foco deste trabalho está nas armaduras de tração na interface com a resina do conector. Questões quanto ao desempenho da mesma em fadiga são de grande importância prática. Complementando a parte experimental, foram construídos modelos sólidos tridimensionais, baseados no Método dos Elementos Finitos para análise das tensões. A comparação dos resultados das diferentes metodologias validou o modelo numérico possibilitando melhor entendimento das variações de tensões nas armaduras de tração na interface com os conectores. Isso possibilitou responder a importantes questões quanto ao desempenho em fadiga bem como possíveis melhorias no projeto de conectores para dutos flexíveis. Existem trabalhos referentes à análise de tensões dos tendões nos conectores considerando o estado plano de tensões. O presente estudo dos tendões usando modelos tridimensionais, abordagem não encontrada em literatura aberta, avalia melhor a concentração de tensões nos tendões na entrada do conector. A motivação deste estudo se deve tanto à falta de informações detalhadas das tensões e deformações nos tendões na interface com o conector, como pela importância das mesmas, em componentes vitais à explotação de petróleo Offshore. / This aim of this work is to evaluate stresses which actuate on a system made up of a unbonded flexible pipe and a end fitting during static and dynamic axial loading mechanical tests. These tests are used as a means of qualification of flexible pipes. The structural design of models of end fittings were developed and patented. Preliminary static and dynamic tests with two different end fittings and a smalldimensioned riser segment were performed in a frame in view of selecting the bestperforming type. After this evaluation, the end fitting with the best performance was tested in a rig with dimensions according to Petrobras document I-ET 3500.00.6500-291-PAZ- 001 - Non standartized Prototype qualification tests of flexible pipes (2007). Tests performed in the frame and on the rig were monitored with resistance strain gages attached to wires of the external armor, on the interface with the end fitting resin, since performance of this region under fatigue is of utmost practical importance. Three-dimensional solid models were built using the Finite Element Modelling (FEM) method, as a way of validating experimental results. Comparison of results obtained from the different methodologies validated the numerical model, allowing a better understanding of the variations of stresses in the interface of the riser with the end fitting. This led to the solution of many doubts regarding fatigue performance as well as possible improvements in the design of flexible riser end fittings. Existing work published in literature considers only plane stress; the present study, based on 3D models which are not found in literature, is thought to better describe the stress concentration on the wires at the end fitting interface. The motivation of this work relies on the lack of detailed information of the stress and strain to which wires are subjected at the interface with the end fitting, as well as the importance of these in vital components for offshore oil exploration.

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

El vaciado de recipientes y ductos es un proceso frecuente en la operación de sistemas hidráulicos. Empero, salvo en el caso de las grandes protecciones de máquinas (chimeneas de equilibrio o tanques neumáticos) es un tema relativamente poco tratado o que se resuelve a veces en forma superficial, por no decir arbitraria. En el presente trabajo se analiza el fenómeno del vaciado de diferentes sistemas, en cada uno de ellos se determinan los parámetros adimensionales relevantes, a partir de los cuales es posible comprender el fenómeno en cuestión y determinar la correcta aplicabilidad de diferentes modelos que estudian los transientes hidráulicos, ellos son: el modelo cuasiestático, el modelo inercial rígido y el modelo de columna elástica. En cada resolución se han determinado las velocidades experimentadas a lo largo del fenómeno, el itinerario de vaciado y su duración total. A continuación se resumen las consideraciones y resultados obtenidos para los sistemas estudiados. Vaciado de un ducto inclinado: El fenómeno se ha caracterizado a través de parámetros adimensionales asociados a las pérdidas friccionales y singulares. Se han determinado las circunstancias para las cuales el modelo cuasiestático difiere del modelo de columna rígida. También se ha dado validez al uso de un coeficiente de fricción fijo y se ha determinado que el uso del modelo elástico no presenta diferencias significativas frente al modelo de columna rígida. Vaciado de un ducto horizontal: Se ha estudiado la primera fase del vaciado, en la cual se produce una onda o cavidad que avanza hacia aguas arriba. Durante este vaciado parcial, la fracción de líquido vaciada con respecto al volumen total y el ángulo que se forma en la sección de salida del ducto están completamente determinados, los otros parámetros del escurrimiento son constantes y sólo dependen de dicho ángulo y del diámetro del ducto. Vaciado de un tanque cilíndrico de sección constante: Aquí se han determinado las circunstancias necesarias para que la aproximación cuasiestática sea válida, en otras palabras bajo cuales condiciones la fórmula de Torricelli se cumple localmente en función de la razón entre el diámetro del tanque y el orificio de salida por donde se drena el líquido. Vaciado de un tanque de sección variable: El estudio se limitó a tanques verticales de revolución que vierten por el fondo, esto está cerca de los relojes hidráulicos o clepsidras. Como ejemplo, se ha estudiado una parábola de cuarto grado, para la cual la velocidad del vaciado se mantiene notablemente constante. De esta forma, el itinerario puede verse que es una línea recta. Vaciado de dos líneas que convergen a un drenaje común: El problema se ha solucionado con el modelo inercial rígido con un coeficiente de fricción constante. Los parámetros importantes que caracterizan el fenómeno se relacionan con la capacidad de evacuación de la válvula y la fricción en el sistema. Aquí se han mostrando diversos fenómenos que pueden darse en este tipo de drenajes.

O aumento de demanda por combustíveis menos poluentes e de fontes renováveis faz com que o Etanol se destaque como uma alternativa as fontes convencionais de energia. O crescente aumento no consumo deste produto, para os próximos anos, exigirá meios de transporte e estocagem eficientes e seguros, desde os diversos produtores até os terminais de distribuição. O transporte por dutos é, sem dúvida, a forma mais econômica de transporte deste produto, porém, há evidências de que esses dutos de transporte e fundo de tanques de armazenamento de etanol poderiam ser susceptíveis ao fenômeno de corrosão sob tensão. Este fenômeno pode ser avaliado, por exemplo, por ensaios de baixa taxa de deformação (BTD) com corpos de prova com ou sem entalhe. Este trabalho tem por objetivo avaliar a influência da severidade do entalhe em corpos de prova ensaiados a baixa taxa de deformação no meio etanol combustível simulado (PRCI SFGE). Foram preparados quatro tipos de corpos de prova de aço API X70: sem entalhe, com entalhe da norma NACE TM 0111, com entalhe “intermediário” (severidade 18,9% menor que o da norma) e com entalhe “menos severo” (redução de 37,2% na severidade do entalhe, segundo concentração de tensões, quando comparado com o da norma). Os resultados mostram que os quatro tipos de corpos de prova apresentaram susceptibilidade ao meio (etanol PRCI SFGE). Nos corpos de prova sem entalhe esta susceptibilidade foi evidenciada somente nas imagens fractográficas. Já nos CPs com entalhe, mesmo com redução de concentrações de tensões no entalhe, observou-se resultados bem semelhantes, ficando evidenciada a susceptibilidade ao meio tanto nas imagens fractográficas (fratura frágil), quanto pela diminuição da ductilidade. / The increasing demand for cleaner fuels and renewable sources makes the ethanol rise as an alternative to conventional energy sources. The increasing consumption rate of this product, predicted for the upcoming years, will require safer and more efficient methods for transportation and storage through the entire transport cycle. Pipelines are the most economical way to transport it. However, there is evidence that pipeline transportation and the bottom of the storage tanks for ethanol might be susceptible to the stress corrosion cracking phenomenon. This phenomenon can be assessed by slow strain rate tests (SSRT) using smooth or notched specimen. This work aims to evaluate the influence of notch severity in specimens submitted to SSRT technique in simulated fuelgrade ethanol (PRCI SFGE). Four types of specimens of steel API X70 were prepared: unnotched, notched according to standard NACE TM 0111, notched with “intermediate” severity (severity 18.9% lower than the standard) and “less severe” notched (reduction of 37.2% on severity of the notched when compared with the standard). The results show that both sample types presented susceptibility in the solution (ethanol PRCI SFGE). For the unnotched specimens this susceptibility was observed only in fractographic images. In the notched specimens, despite the reduction of stress concentrations in the notch, the results were very similar. In this case the susceptibility can be observed in fractographic images (brittle fracture) as well as by decrease in the ductility.

O crescimento da produção de petróleo em alto mar tem elevado a utilização de Risers flexíveis. Fazendo a conexão entre o poço e a plataforma, estes dutos estão sujeitos aos severos carregamentos causados pela superposição dos esforços mecânicos com o ambiente corrosivo. Deste modo, torna-se de grande importância, o monitoramento da integridade estrutural de Risers flexíveis para a Indústria petrolífera. Neste trabalho, foram desenvolvidas metodologias de caracterização do estado de tensões de arames da armadura de tração de Risers flexíveis de seis polegadas. Através do monitoramento de ensaios de tração foi testada a influência das variações de carregamento, microestrutura e afastamento entre o sensor e o material ferromagnético (Lift off) nas medidas micromagnéticas. Os resultados mostraram a grande aplicabilidade dos métodos micromagnéticos, separando os efeitos das variações de tensões e microestruturais. Analisando-se diferentes técnicas, foram obtidas correlações entre os carregamentos e as tensões (determinadas através da técnica micromagnética) superiores a 90%. Bons resultados também foram obtidos nas análises da influência do Lift off, onde, apesar da grande atenuação de sinais, obteve-se boas correlações entre propriedades mecânicas e micromagnéticas. / The constant growing of the offshore oil production has increase the use of Flexible Risers. Acting as the connection between the well and the platform, these pipelines are subjected to a superposition of mechanical loads and corrosive environment. In this sense, the development of more reliable systems for monitoring the structural integrity of Flexible Risers is becoming more important. This work aims the development of non destructive methodologies for the analysis of the stress state in the steel wires that forms the tensile armor of a six inch Flexible Riser. Through the monitoring of tensile tests, the influences of the load, microstructure and Lift off variations in the micromagnetic measurements had been analyzed. The results showed the good applicability of the micromagnetic methods, in sorting the microstructure effects from the stress analysis. Using the multi - technique approach, a good correlation (up to 90%) between load stress and the NDT stress (determined through the micromagnetic technique) had been found. The Lift off analysis showed promising results too, where, despite the high signal attenuation, good correlations between mechanical and micromagnetic properties had been observed.