Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1956. / Typescript. Vita. Abstracted in Dissertation abstracts, v. 16 (1956) no. 5, p. 883-884. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 179-184).

Thesis (M.S.)--University of Wisconsin--Madison, 1966. / eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Resumo: Este trabalho desenvolve um sistema para gerar energia elétrica com caldeira e turbina, para ocupar um nicho de mercado em que os sistemas a vapor existentes não são economicamente viáveis. O sistema utiliza a turbina Tesla que é compatível para essa faixa e não possui pás, podendo operar com vapor saturado fornecido por uma pequena caldeira consumindo lenha. A micro-geração proposta pode levar energia a milhões de brasileiros no campo, onde se dispõe de algum tipo de biomassa. Apesar do baixo custo da turbina Tesla, por ser de simples construção e compacta, e de suas incontáveis possibilidades de aplicação, se desconhece, até então, aplicações comerciais massivas devido ao baixo torque obtido nos protótipos feitos desde 1910 e por essa razão foi modificada. Este trabalho inova ao desenvolver um protótipo da turbina Tesla modificado para fornecer maior torque e ao comparar à turbina Tesla original. Devido à inexistência de equações que descrevem a turbina Tesla, um modelo matemático que permite projetar a turbina Tesla foi desenvolvido e validado por resultados experimentais e de simulação. Testes comparativos com duas turbinas com as mesmas dimensões mostraram que a turbina Tesla modificada apresentou eficiência superior à turbina Tesla original. Desenvolveu-se, também, um protótipo do sistema para micro-geração utilizando a turbina Tesla modificada, caldeira e gerador elétrico. Os custos do sistema e da energia gerada foram comparados com os de outros meios de geração mostrando serem competitivos economicamente para essa faixa de operação. / Abstract: This work develops a system to generate electric power with boiler and turbine that aims to occupy the niche of the market for which steam systems are not economically viable. The system uses a Tesla turbine, which is compatible to the range of power. Also, it does not have blades, being able to operate with steam delivered by a small boiler fed with wood. The proposed micro-generation system can take energy to millions of Brazilians living in the country, where some type of biomass is available. In despite of the low cost of the Tesla turbine, because it is compact and simple to build, and despite of its uncountable possibilities of applications, massive commercial applications of the technology are not found due to the low torque of the prototypes built since 1910. For this reason, the Tesla turbine was modified. This work is original since it develops a modified Tesla turbine prototype to furnish a higher torque when compared to an original Tesla turbine. Due to the lack of equations that model a Tesla turbine, a mathematical model was developed to allow the design of the Tesla turbine; it was validated by means of experimental and simulating results. The comparative tests with two turbines, with same dimensions, showed that the modified Tesla turbine presents a higher efficiency than the original Tesla turbine. A micro-generation system, using the modified Tesla turbine, boiler and electric generator, was also developed. The costs of the system and of the generated energy were compared with other means of generation and showed to be commercially competitive for that range. / Orientador: João Andrade de Carvalho Junior / Coorientador: Heraldo da Silva Couto / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Banca: Teófilo Miguel de Souza / Banca: Paulo César Razuk / Banca: Rogério José da Silva / Doutor

Orientador: Antonio Jose de Almeida Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:44:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_TelmaPorcinaVilasBoas_M.pdf: 800597 bytes, checksum: eee5814b7dd33c7fe35806dce5b84d48 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os álcoois superiores são provenientes, em sua maior parte, de transformações de aminoácidos durante o processo de fermentação. São álcoois com números de átomos de carbono entre três e cinco, como o álcool propílico, álcool amílico e seus isômeros, responsáveis pelo odor de algumas bebidas alcoólicas. Eles estão presentes na composição do óleo fúsel, que é a fração alcoólica menos volátil obtida durante a destilação do etanol. Embora o óleo fúsel seja um dos principais subprodutos da destilação do álcool, não é devidamente aproveitado pelas indústrias. Devido à presença desses álcoois superiores no processo de destilação do etanol, este trabalho tem como objetivo estudar o equilíbrio líquido vapor (ELV) desses componentes. O estudo foi feito com sistemas isobáricos a pressões de 760 e 560 mmHg, formados pelos álcoois superiores 2-propanol, 2-metil-1-propanol e 3-metil-1-butanol. O equipamento empregado na obtenção dos dados de equilíbrio (_ 9 _ 9 _ 9 _: foi um ebuliômetro FISCHER ® e a composição das fases em equilíbrio (líquida e vapor condensado) foi determinada utilizando cromatografia gasosa. Os sistemas estudados foram os binários 3-metil-1-butanol + 2-metil-1-propanol a 760 mmHg, 2-propanol + 3-metil-1-butanol a 760 mmHg e 560 mmHg e o ternário 2-propanol + 3-metil-1-butanol + 2-metil-1-propanol a 760 mmHg e 560 mmHg, procurando cobrir toda a faixa de composição, incluindo os compostos puros. Os dados de ELV obtidos experimentalmente foram submetidos ao teste de consistência termodinâmica. Outra contribuição consistiu na obtenção dos parâmetros de interação binária de modelos de coeficientes de atividade da fase líquida como as equações de Wilson, UNIQUAC e NRTL. Estas equações são comumente usados em simuladores de processos. Para o ajuste de parâmetros e o teste de consistência foi utilizado o simulador Aspen Plus ®. Os testes de consistência termodinâmica confirmaram a boa qualidade dos dados obtidos pelo ebuliômetro FISCHER ® para os sistemas binários estudados. Os modelos de Wilson, NRTL e UNIQUAC mostraram-se adequados na representação do ELV de todos os sistemas estudados, binários e ternários, obtendo-se desvios de temperatura e de composição da fase vapor muito próximos para todos os modelos utilizados / Abstract: The higher alcohols are derived, mainly, from the amino acids changes during the fermentation process. These are alcohols with carbon numbers between three and five, such as propyl alcohol, amyl alcohol and their isomers, responsible for the odor of most alcoholic beverages. They are present in the composition of fusel oil, which is the least volatile alcoholic fraction obtained during the ethanol distillation. Although the fusel oil is one of the main by-products of alcohol distillation, it is not properly harnessed by industry. Due to the presence of higher alcohols in the ethanol distillation process, this work aims at studying the vapor-liquid equilibrium (VLE) of these components. The study was developed with isobaric systems at pressures of 760 and 560 mmHg, formed by higher alcohols 2-propanol, 2-methyl- 1-butanol and 3-methyl-1-butanol. The equipment used in obtaining the equilibrium data (P ¿ T ¿ x ¿ y) was an ebuliometer FISCHER and the composition of the equilibrium phases (liquid and condensed steam) was determined using gas chromatography. The studied systems were the binary 3-methyl-1-butanol + 2- methyl-1-propanol at 760 mmHg, 2-propanol + 3-methyl-1-butanol at 760 mmHg and 560 mmHg and the ternary 2-propanol + 3 - methyl-1-butanol + 2-methyl-1- propanol at 760 mmHg and 560 mmHg, always trying to cover the entire composition range including the pure compounds. The VLE data obtained were experimentally tested for thermodynamic consistency. Another contribution was the binary interaction parameters obtained by adjusting the activity coefficient models of the liquid phase (Wilson, NRTL and UNIQUAC) to the experimental data. These equations are commonly used in process simulators. The Aspen Plus simulator was used to adjust the parameters and to test the consistency of the experimental data. The thermodynamic consistency tests confirmed the good data quality obtained by the FISCHER ebuliometer for the binary systems studied. The models Wilson, NRTL and UNIQUAC proved to be adequate for representing the VLE of all studied systems, binary and ternary ones, and the temperature and vapor composition deviations between experimental and calculated data were low for all the models used / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Saul Gonçalves D'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T15:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castro_LuizAlbertoFalconde_M.pdf: 2806929 bytes, checksum: a6b53ca0a8c5fb3b37ebe54da3bc4c25 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: o equilíbrio líquido-vapor dos binários álcool alílico/acetonitrila, álcool alílico/acetona e álcool alílico/n-hexano foram estudados a partir de dados de equilíbrio determinados na faixa de temperatura de 40 a 80°C. Os dados de equilíbrio líquido-vapor foram obtidos em uma célula de equilíbrio isobárica de circulação do tipo ebuliômetro, disponivel comercialmente, fornecendo dados TPXY. Para o binário álcool alílico/acetonitrila foram levantadas duas curvas experimentais para cobrir a faixa de temperatura de interesse, e para os binários álcool alílico/acetona e álcool alílico/nhexano foram levantadas uma curva para cada um. Foram feitas modificações no ebuliômetro comercial, reduzindo possibilidades de vazamento e melhorando a precisão das medições,a fim de que, o sistema montado, fosse capaz de fornecermedidas de qualidade. Os dados foram comparados com os valores preditos pelo método UNIFAC e suas modificações, sendo os melhores resultados obtidos pela modificação de Dortmund, e foram feitas regressões para encontrar parâmetros do modelo UNIQUAC. O modelo UNIQUAC com seus parâmetros regredidos foi utilizado para a simulação de uma coluna de separação com os compostos envolvidos mais água, e seus resultados comparados com os dados reais e com a predição pelo modelo UNIFAC e modificações, quando se confirmou a melhor predição obtida pela modificação de Dortmund / Abstract: Vapor-liquid equilibrium measurements for the mixture of allyl alcohol/acetonitrile, allyl alcohol/acetone and allyl alcohol/nhexane at the temperature range between 40 and 80 °C. The experimental data points were obtained on a Ebulliometer,in the TPXY fonn. Two curves were measured for the allyl alcohol/ acetonitrilemixture, in order to cover all the temperature range, and one curve was obtained for each of the allyl alcohol/acetone and allyl alcohol/nhexanemixtures. The Ebuliometer was modified, reducing spill points and improving the measurement precision, so that the data could be obtained with the necessary quality. The VLE data were compared with the prediction made by the UNIFAC method and its modifications, and regressions were made to find UNIQUAC new parameters that fit best the experimental points. The best results were obtained by the Dortmund modification of the UNIFAC method. The UNIQUAC model with its regressed parameters was used in the simulation of a destilation column with a allyl alcohol, acetonitrile, acetone and water mixture, and the results were comparedwith real plant data and the UNIFAC prediction, that confirmed the best prediction obtainedby the Dortmund modification / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Roger Josef Zem / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:37:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_SergioHenriqueBernardode_M.pdf: 7087271 bytes, checksum: 424de667959c8f59f06efa940883a584 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Dentre os processos de separação, destilação é um dos maiores consumidores de energia. Justamente por este motivo, muito esforço tem sido feito para a determinação de métodos que permitam avaliar e melhorar a eficiência do processo de destilação, proporcionando economia de energia. Neste trabalho um novo método de otimização de colunas de destilação é apresentado. O método se baseia na análise termodinâmica de colunas de destilação através da propriedade termodinâmica exergia. Balanços de exergia aplicados a colunas de destilação determinam a sua eficiência termodinâmica. Isto fornece parâmetros para a avaliação do quanto a eficiência da coluna se distancia da eficiência termodinâmica máxima(coluna reversível). Entretanto, o simples balanço total de exergia não identifica as mudanças necessárias na coluna para que a sua eficiência aumente. O estudo de um perfil de perdas de exergia montado a partir de balanços de exergia em cada estágio de uma coluna de destilação permite identificar estas alterações, sejam elas, mudanças na condição térmica da alimentação, estágio de alimentação ou a necessidade da utilização de um refervedor e/ou condensador intermediário. Os dados necessários são obtidos a partir de um perfil de coluna convergido. Comparado com métodos tradicionais de otimização de colunas, a análise da distribuição das forças motrizes baseada no conceito de exergia é muito simples e pode ser aplicada a colunas independentemente do número de componentes, número de estágios, número de alimentações ou retiradas laterais e do uso de refervedores e/ou condensadores intermediários...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Distillation is undoubtedly the most used separation process in the chemical industry, also being the most energy intensive. Much work has been done to improve the energy efficiency of distillation columns. Besides stand-alone optimisation, methods that provide a systematic procedure for a better heat integration of columns with the background process have also been sought for. Changes in feed stage location, feed condition and the benefit of using side-condensers or/and side-reboilers have a very strong efffect on the energy efficiency of a column, and its suitability to be integrated with other processes. ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Saul Gonçalves D'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:41:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinez_ClaudiodeLimaMiguel_M.pdf: 4937125 bytes, checksum: e5a2a9f08010eb087f5fbc68abad8317 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Uma metodologia para a predição de curvas de equilíbrio líquido-vapor (ELV) utilizando métodos de contribuição de grupos é proposta. A partir da fórmula estrutural do composto, são preditos valores de temperatura normal de ebulição, propriedades críticas, fator acêntrico, segundo coeficiente virial, pressão de vapor, coeficiente de atividade e volume molar de líquido que são as propriedades demandadas em cálculos de ponto de bolha e de orvalho, isotérmicos e isobárico. A utilização dos programas de computador de cálculo de ELV escritos em linguagem C é comandada pelo programa GERENTE.C, desenvolvido de modo a interagir diretamente com o usuário, que fornece apenas as estruturas de grupos do composto no cálculo de cada propriedade. Foram realizados 988 cálculos de equilíbrio líquido-vapor para 25 compostos diferentes, totalizando 30 sistemas binários extraídos do ¿VLE Standard Date Base¿ de Danner e Gess (1990). Foram ainda realizados 12 cálculos envolvendo sistemas binários e quaternários. A predição dos dados de equilíbrio líquido-vapor usando métodos de contribuição de grupos de um modo geral pode ser considerada boa e adequada para uso em cálculos preliminares de processos de separação. No entanto, a qualidade da predição, expressa em termos de desvios de T, P e concentrações das fases calculadas em relação aos valores experimentais é função direta tanto dos valores preditos de pressão de saturação de componentes puros como dos valores dos coeficientes da atividade... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: A methodology for predicting vapour-liquid equilibrium curves using group contribution methods is proposed. From the molecular structure of the compound, values of normal boiling temperature, critical properties, acentric factor, second virial coefficients, vapor pressure, activity coefficients and molar liquid volume are required since they are necessary in isothermic and isobaric bubble- and dew- points calculations. The utilization of the developed C language computer programs is directed by an interactive executive program GERENTE. C which requires only the group structures of the compounds for each property calculation. In this work, a number (988) of vapour-liquid equilibrium calculations has been obtained for 25 different compounds summing up 30 binary systems which were extracted from ¿VLE Standard Data Base¿ (Danner and Gess, 1990). Following the same procedure, 12 more calculations were made envolving ternary and quaternary systems. In general, the prediction of vapour-liquid equilibrium data using group contribution can be considered good and suitable to be used in preliminary separation process calculations. Nevertheless, the prediction quality, expressed in terms of pressure, temperature and phase concentration deviations calculated in relation to the experimental values is a function of both predicted pure component vapor pressure and activity coefficients values... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

The discovery of carbon nanotubes (CNTs) has sparked great interest in the scientific world because of their remarkable electrical and physical properties. Only a thorough understanding of these properties, however, will allow CNTs to be commercially viable. Essentially, CNTs are graphite-like surfaces of sp2 hybridized carbon atoms in the form of tubes. CNTs could range from single-walled carbon nanotubes (SWNTs), consisting of one cylindrical graphite sheet to multi-walled nanotubes (MWNTs) that have concentric sheets. Nanotubes can be synthesized using a number of techniques such as electric arc–discharge, laser ablation and catalytic chemical vapor deposition (CCVD). In this project the CCVD technique was used for the synthesis of CNTs because of it simplicity and availability. The source of carbon was not the conventional hydrocarbon gas, but was camphor, a botanical hydrocarbon that is a solid at room–temperature. Ferrocene was the catalyst, not only because it has been used before in the synthesis of nanotubes, but it appears to be one of the best catalysts during the CCVD synthesis of nanotubes. The presence of nitrogen gas is known to assist in the synthesis of CNTs that have a bamboo–like structure; hence the effect of carrier gases such as nitrogen, argon/hydrogen and argon on the quality of nanotubes synthesized was investigated. Initially, the optimal experimental method for the synthesis of CNTs was determined by varying the reaction path length, temperature, mixing the catalyst and carbon source together or keeping them separate and varying the %m/m of the catalyst to carbon source. It was found that either an increase in the reaction temperature or an increased path length resulted in an increase in the mass of product obtained, whereas mixing the catalyst and carbon source together as opposed to them being separated only caused a slight variation in the mass of product synthesized. The mass of product synthesized also increased as the catalyst concentration increased. The remainder of the project was aimed at investigating the role of different gases: nitrogen, argon and hydrogen (in argon) in the CCVD synthesis of CNTs. The resulting materials were characterized using transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA) and laser Raman analysis. The results indicated that this method could be tailored to synthesize either carbon spheres or carbon nanotubes of specific diameters and quality. Finally, in an attempt to synthesize aligned carbon nanotubes, catalyst supports {characterized using Brunauer-Emmett-Teller analysis (BET)} namely; silica, alumina and magnesium oxide were used. Although this was not successful for the synthesis of aligned CNTs under the conditions used, alumina showed the most promise. / Mr. S. Durbach Dr. R. W. Krause

In this work, a systematic study relating the surface morphologies, electrical and structural properties of both doped and undoped InAs and InAsSb epitaxial films grown by metalorganic chemical vapour deposition (MOCVD) was undertaken. A comparative study using TBAs and AsH3 as the group V source in the growth of InAs revealed a considerable improvement, primarily in the electrical properties of InAs grown using TBAs with no significant difference in the surface morphology. InAs layers grown using TBAs, exhibited superior 77 K mobilities of up to 46 000 cm2/Vs, exceeding the best MOCVD data to date. The feasibility of tetraethyl tin (TESn) as an n-type dopant in InAs was to our knowledge investigated for the first time. The incorporation efficiency of this dopant was extensively studied as a function of substrate temperature, V/III ratio, substrate orientation and TESn flow rate. Results from this study show that the doping efficiency is temperature dependent and is not influenced by a variation of the V/III ratio or substrate orientation. Furthermore, Sn doping concentrations could be controlled over 2 orders of magnitude ranging between 2.7 x 1017 and 4.7 x 1019 cm-3 with 77 K mobilities ranging from 12 000 to 1300 cm2/Vs. The electrical properties of zinc doped InAs employing dimethyl zinc (DMZn) as the ptype dopant, were studied as a function of V/III ratio and substrate orientation. The effect of a variation of these parameters on the structural properties and surface morphology of InAs is also reported. The substrate orientation appears to have no influence on the Zn incorporation. An increase in Zn incorporation resulted in a deterioration of both the surface morphology and structural quality of the InAs layers. The incorporation efficiency of DMZn in InAsSb was studied as a function of growth temperature, V/III ratio and DMZn flow rate. A higher Zn incorporation was observed in InAsSb epitaxial layers grown at a lower temperature and V/III ratio as opposed to the layers grown at a higher temperature and V/III ratio. This study also revealed that the use of DMZn caused a dopant memory effect. A two-layer model proposed by Nedoluha and Koch (1952) was used to simulate the Hall measurements of Zn doped InAs and InAsSb in order to correct the shortcomings of conventional Hall measurements in determining the electrical properties exhibited by these materials.

Orientador: Antonio Carlos Bannwart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T08:26:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Picado_RenatoMigueis_M.pdf: 4702100 bytes, checksum: d0bfd761ce0ac219b5de6f346082ac24 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O objetivo deste trabalho é investigar as metodologias clássicas encontradas na literatura para o tratamento de problemas de condensação de misturas multicomponentes, aplicando-as ao dimensionamento térmico de trocadores de calor multitubulares do tipo casco e tubos. Sob este prisma são analisados os modelos de filme, da curva de condensação e o modelo da curva de condensação com fatores corretivos obtidos a partir da teoria do filme. Cada modelo é definido a partir das equações gerais de balanço e os parâmetros termodinâmicos necessários são obtidos através da relação P-V-T de Soave Redlich Kwong ( S-R-K). O equipamento considerado na simulação é subdividido em vinte elementos de área iguais entre si e o perfil de temperaturas das correntes fria e quente no seu interior é calculado pela técnica dos Elementos Finitos / Abstract: The objective of this work is to investigate the classic methods found in literatura for the treatment of multicomponent mixtures condensation, aplying them to the thermal rating of multitubular shell and tube heat exchangers. Film, condensation curve and condensation curve with correction factors based on film theory models are analised. Each model is defined from local balance equations and the necessary thermodynamic parameters are evaluated from the Soave Redlich Kwong ( S-R-K) equation of state. The equipment is breken into twenty equal area elements and the temperature behavior of hot and cold streams is determineel with Finite Element technics / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica