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Submitted by Valdira Costa (valdiracosta@ufcg.edu.br) on 2019-03-25T12:35:27Z No. of bitstreams: 1 ESTUDO DA VIABILIDADE DA TERMOGRAFIA PARA A DETECÇÃO DE FALHAS DECORRENTES DE FADIGA POR CONTATO EM ENGRENAGENS CILÍNDRIC~1.pdf: 5982064 bytes, checksum: 68ee445180ab12a3436f901ddb1069b8 (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-25T12:35:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ESTUDO DA VIABILIDADE DA TERMOGRAFIA PARA A DETECÇÃO DE FALHAS DECORRENTES DE FADIGA POR CONTATO EM ENGRENAGENS CILÍNDRIC~1.pdf: 5982064 bytes, checksum: 68ee445180ab12a3436f901ddb1069b8 (MD5) Previous issue date: 2019-02-27 Capes Essa pesquisa tem por objetivo avaliar se a Termografia pode detectar um incremento ao campo de temperatura, que caracterize a presença de falhas decorrentes de fadiga por contato em engrenagens cilíndricas de dentes retos, a partir de sua face. A motivação surgiu a partir do estudo sobre Tribologia, onde constatou-se que o surgimento de falhas em elementos de máquina, tem como uma de suas características principais o aumento do atrito e consequente geração de calor. Classifica-se a pesquisa como aplicada, quantitativa, explicativa, experimental e bibliográfica. A metodologia utilizada fez uso de uma bancada de testes previamente projetada para ensaios termográficos, composta pelos seguintes elementos mecânicos: motor elétrico controlado por inversor de frequência, amortecedores de vibração, eixos, mancais de rolamentos, isolamento térmico e engrenagens. Realizou-se ensaios termográficos a partir do enquadramento do pinhão, onde aferiu-se valores de temperatura a partir de sua face para as seguintes condições de funcionamento: com e sem lubrificação na ausência de falhas (condições de referência), e com e sem lubrificação com a implementação de falhas (estado de falha). Inseriu-se anomalias com o intuito de reproduzir problemas decorrentes de desgaste de fadiga por contato em cenário com ambiente controlado, no que diz respeito a temperatura ambiente, umidade relativa, rotação do motor, velocidade do vento, temperatura refletida e emissividade. Como resultados, definiu-se valores de temperatura para as condições de referência, onde a condição em que o par engrenado se encontrava lubrificado, apresentou uma menor geração de calor e menores variações de temperatura entre os experimentos. Para o estado de falha, os dados coletados de temperatura assemelham-se às condições de referência, não se evidenciando uma perturbação ao campo térmico devido a presença das anomalias. Então, conclui-se que é possível a aferição via Termografia (ativa e passiva) quantitativa para engrenagens cilíndricas de dentes retos em ambiente de laboratório, mas esta não se mostrou viável quanto à detecção das falhas inseridas na superfície dos dentes. This research aims to evaluate if thermography can detect an increment to the temperature field, which characterizes the presence of failures due to contact fatigue in cylindrical gears of spurs, from its face. The motivation arose from the study on Tribology, where it was found that the emergence of failures in machine elements, has as one of its main characteristics the increase of friction and consequent heat generation. The research is classified as applied, quantitative, explanatory, experimental and bibliographical. The methodology used used a bench of tests previously designed for thermographic tests, composed of the following mechanical elements: electric motor controlled by frequency inverter, vibration dampers, shafts, bearings, thermal insulation and gears. Thermal tests were carried out from the frame of the pinion, where temperature values were measured from its face for the following operating conditions: with and without lubrication in the absence of failures (reference conditions), and with and without lubrication with the implementation of failures (failure status). Anomalies were inserted in order to reproduce problems due to contact fatigue wear in a controlled environment scenario, relative to ambient temperature, relative humidity, engine speed, wind speed, reflected temperature and emissivity. As results, temperature values were defined for the reference conditions, where the condition in which the gear couple was lubricated, presented a lower heat generation and lower temperature variations between the experiments. For the fault state, the collected data of temperature resemble the reference conditions, not showing a disturbance to the thermal field due to the presence of the anomalies. Therefore, it is concluded that it is possible to calibrate via quantitative (active and passive) thermography for cylindrical gears of straight teeth in a laboratory environment, but this was not shown to be feasible in detecting the defects inserted in the surface of the teeth.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-17T17:30:45Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ RICARDO FERREIRA OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2648257 bytes, checksum: 5e08d81aaa5973d7c6fd8bac23c313cc (MD5) Made available in DSpace on 2018-08-17T17:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ RICARDO FERREIRA OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2648257 bytes, checksum: 5e08d81aaa5973d7c6fd8bac23c313cc (MD5) Previous issue date: 2017-11-30 CNPq A caracterização termofísica dos materiais utilizados na Engenharia é de grande importância para realização de projetos nas mais diversas áreas de conhecimento onde os fenômenos ligados aos processos de transferência de calor exercem um papel fundamental. A difusividade térmica é uma propriedade termofísica importantíssima na análise de problemas de difusão de energia térmica. Este trabalho teve como proposta a determinação desta propriedade utilizando um campo de temperatura periódico. Para isto, foi construído um dispositivo experimental com princípio de funcionamento no método de Angstrom, o qual faz uso de um fluxo de calor periódico de uma fonte controlada, gerando assim, um campo de temperatura periódico na amostra em teste. Termopares foram instalados nas amostras para captar os sinais de temperatura gerados pelo fluxo de calor periódico. A amplitude e a fase destes sinais foram obtidas por meio de um software de análise gráfica. O termopar mais próximo da fonte de calor foi adotado como referência, ao passo que a razão de amplitudes e a defasagem, entre os sinais térmicos registrados pelos demais termopares em relação ao registrado por àquele termopar , foram calculadas. Estes resultados foram utilizados em modelos matemáticos para determinar a difusividade térmica, que pode ser identificada ou atra vés da razão de amplitudes ou através da defasagem entre os perfis de temperatura. As amostras utilizadas neste trabalho foram de aço inox AISI 304, aço inox AISI 316 e de uma liga de memória de forma de níquel-titânio. Os valores de difusividade térmica identificados para estes materiais, quando foram comparados com valores disponíveis na literatura, obtiveram uma boa concordância, tendo em vista a faixa de incerteza apresentada. Thermophysical characterization of materials used in engineering is very important for realization of projects in the most diverse areas of knowledge where the phenomena related to the process of heat transfer play an important role. Thermal diffusivity is a very important thermal property on the analysis of problems of diffusion of thermal energy. This work proposes the determination of this property using a periodic temperature field. For this, an experimental device was built with principle of operation in Angstrom’s method, which makes use of a periodic heat flow from a controlled source, thereby generating a periodic temperature field in the test sample. Thermocouples were installed on the samples for capture of signals generated by the periodic heat flow. Amplitude and phase of these signals were obtained by means of graphic analysis software. The thermocouple closest to the heat source was adopted as reference, and the ratio and phase lag, between the thermal signals registered by other thermocouples in relation to that registered by that thermocouple, were calculated. These results were utilized in mathematical models to determine the thermal diffusivity, whose identification can be performed either through the amplitude ratio or through the phase lag between the temperature profiles. Samples utilized in this work were stainless steel AISI 304, stainless steel AISI 316 and a shape memory alloy of nickel-titanium. Identified values of thermal diffusivity of these materials, when compared whit values available in literature obtained a good agreement, considering the range of uncertainty presented.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-07-25T23:39:27Z No. of bitstreams: 1 CARLOS EDUARDO DA SILVA ALBUQUERQUE – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 4080439 bytes, checksum: 940fff54d861725d16972dec4bb0ee8c (MD5) Made available in DSpace on 2018-07-25T23:39:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARLOS EDUARDO DA SILVA ALBUQUERQUE – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 4080439 bytes, checksum: 940fff54d861725d16972dec4bb0ee8c (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 CNPq Esta pesquisa apresenta uma análise energética e exergética de uma unidade de refrigeração de água gelada de grande porte, chamada chiller. O refrigerador em estudo realiza o ciclo termodinâmico de refrigeração com auxílio de um compressor mecânico, usualmente acionado por um motor elétrico, de forma a aumentar a pressão em determinada fase do ciclo termodinâmico do sistema, o que gera um alto consumo de energia elétrica. Com avanço da tecnologia, a cada dia surgem novos tipos de compressores que possuem um menor consumo de energia e melhoram o desempenho da unidade como um todo. O objetivo deste trabalho é avaliar os comportamentos energético e exergético, baseados respectivamente na primeira lei e na segunda lei da termodinâmica, de um chiller que fornece água gelada e trabalha com um compressor tipo parafuso. Este estudo foi realizado baseando-se no comportamento real de um chiller de compressão de vapor, instalado em um shopping da região de João Pessoa-PB. Através de simulação numérica, foi possível avaliar o comportamento do equipamento com a mudança de alguns dos parâmetros normais de trabalho, como pressões de condensação e evaporação, temperatura s de condensação e evaporação e fluido refrigerante. Neste estudo, são apresentados dados do desempenho do equipamento em função das pressões do evaporador e do compressor, da temperatura de evaporação, entre outros parâmetros. Os resultados das simulações, realizadas com auxilio do software EES, mostraram que o desempenho da unidade melhora ao diminuir a variação de pressão entre o condensador e o evaporador e que as eficiências energética e exergética sofrem um acréscimo com o aumento da temperatura de evaporação e uma redução com a elevação da temperatura de condensação. This research presents energetic and exergetic analysis of a water refrigeration unit, called Chiller. The Chiller under study performs the thermodynamic cycle of the refrigeration with the assistance of a mechanical compressor, usually triggered by an electric motor, in order to increase the pressure in a certain stage on the thermodynamic cycle of the system, which generates high energy consumption. However, with the advance of the technology, every day emergs new types of compressors that have lowest energy consumption and improves the performance of the unit as a whole. The purpose of this work is to evaluate both e nergetic and exergetic behavior, of a chiller that provides cold water and works with a screw type compressor, based on the first and second laws of thermodynamics . This study was based on the actual behavior of a steam compression chiller from a mall in the city of João Pessoa-PB. Through numerical simulation, it was possible to evaluate the behavior of the equipment with the change of some of the normal parameters of work, as condensation and evaporation pressures, condensation and evaporation temperature and refrigerant fluid. In this study, the performance of the equipment data is presented as a function of the evaporator and compressor pressures, the evaporation temperature and other parameters. The results of the simulations, that were realized with support of software EES, showed that the unit performance was improved by decreasing the pressure variation between condenser and the evaporator and also has proved that the energetic and exergetic efficiences are increased by raising the evaporation temperature and a reduction happens by increasing the condensation temperature.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-27T12:01:23Z No. of bitstreams: 1 CAIO TÁCITO MIRANDA CASTRO BEZERRA DE MELO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 5031190 bytes, checksum: 98397cbbbbe303c0c4d003b0a137dde7 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-27T12:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAIO TÁCITO MIRANDA CASTRO BEZERRA DE MELO - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 5031190 bytes, checksum: 98397cbbbbe303c0c4d003b0a137dde7 (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 Este trabalho apresenta o desenvolvimento e o estudo experimental de um secador solar com foco nas tecnologias apropriadas para a agricultura brasileira, disseminando a cultura das energias renováveis e contribuindo para promoção do desenvolvimento sustentável. Trata-se de um secador solar de exposição indireta, com coletor solar e câmara de secagem. Apresenta como inovações um capacitor térmico no interior do coletor solar e um sistema de movimentação do ar de secagem acionado por energia solar fotovoltaica, para obtenção de convecção forçada. Foi utilizada a relação entre volumes do coletor solar e da câmara de secagem de 5:1 e instalados sensores TH11, que medem a temperatura e umidade relativa do ar de secagem, conectados a uma placa de Arduino. O secador desenvolvido foi submetido a experimentos na secagem de banana prata (Musa Spp.). Foram coletados dados de variação de massa do produto, temperatura e umidade relativa do ar de secagem que permitiram avaliar as curvas de cinética de secagem da banana, a eficiência do processo de secagem e o rendimento térmico do secador solar. As inovações utilizadas permitiram obter temperaturas do ar no interior da câmara de secagem na média de 50ºC ± 5ºC, e umidade relativa do ar de secagem no interior da câmara de secagem na média de 30% ± 5%. O secador solar mostrou-se eficiente, pois, o tempo necessário para a banana atingir os valores de teor de umidade em base úmida em torno de 25%, foi de 840 minutos (14 h), compatível com os tempos relatados na literatura para equipamentos equivalentes. Constatou-se que o processo de secagem se comportou como nos secadores tradicionais com uma média na eficiência mássica do processo de secagem em torno de 83,95%. O Arduino, permitiu a medição de temperatura e umidade relativa do ar de secagem nas entradas e saídas do coletor solar e da câmara de secagem, o que possibilitou a realização do balanço de energia do secador solar, resultando no cálculo do rendimento termodinâmico do secador solar, o qual foi de 28,51% em média, e na obtenção das outras propriedades termodinâmicas do ar de secagem. As curvas de secagem ajustadas ao modelo matemático de Page, apresentaram em média um coeficiente de determinação de 99,06% podendo assim, ser utilizado para predizer o tempo de secagem da fruta até o ponto desejado. É possível concluir que o secador solar desenvolvido atende as demandas necessárias aos processos de secagem de banana, além de ser de baixo custo e de fácil operacionalidade, comparado com equipamentos semelhantes, o que justifica a sua viabilidade. This paper presents the development and experimental study of a solar dryer with a focus on appropriate technologies for Brazilian agriculture, spreading the culture of renewable energy and contributing to promoting sustainable development. It is a solar dryer of indirect exposure to solar collector and coupled drying chamber, presenting innovations, among which the use of a thermal capacitor inside the solar collector and a drying air drive system powered by photovoltaic solar energy to obtain forced convection. Other innovations were the choice of the relationship between volumes of the solar collector and drying chamber of 5:1 and the installation TH11 sensors that measure temperature and relative humidity, connected to an Arduino board. The dryer developed was subjected to experiments in Silver banana drying (Musa spp.) Which were collected mass of product data, temperature and relative humidity for assessment of drying process efficiency, the drying kinetics curves and the thermal efficiency of the solar dryer and its components. The innovations have enabled used air temperature inside the drying chamber on average 50°C ± 5°C and relative humidity of the drying air in the average of 30% ± 5%. The solar dryer was efficient, because the time required for bananas reach the moisture content values on a wet basis of about 25% was 840 minutes (14 hours) compatible with the times reported in the literature for equipment equivalents. It was found that the drying process behaved as in traditional dryers with an average mass efficiency in the drying process of around 83.95%. The Arduino, guaranteed measuring temperature and relative humidity drying the entrances and exits of the solar collector and drying chamber, which enabled the realization of the energy of the solar drier balance, resulting in the calculation of the thermodynamic efficiency of the solar dryer which was 26.47%, and determination of other thermodynamic properties of the drying air. The drying curves adjusted to the mathematical model of Page, had an average coefficient of determination of 99.06% and can thus be used to predict the fruit drying time to the desired point. The conclusion of this work, the solar dryer developed meets the demands necessary for banana drying processes, in addition to being low cost and easy operation, with efficiency and reliability, compared to similar equipment, which justifies its viability.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-27T12:26:50Z No. of bitstreams: 1 DÉBORA VERÔNICA SOARES DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 2745165 bytes, checksum: dc06b85aa4e599aca0f2669880e12954 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-27T12:26:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DÉBORA VERÔNICA SOARES DA SILVA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2016.pdf: 2745165 bytes, checksum: dc06b85aa4e599aca0f2669880e12954 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 CNPq A crise energética em 2001 evidenciou a necessidade de expansão dos investimentos no Setor Elétrico Brasileiro. Em função da crise hidráulica, ocorreu um incentivo governamental para a geração elétrica a partir do acionamento das Termelétricas. Em 2013, o setor elétrico brasileiro emitiu cerca de 115 kg de CO2 para produzir 1 MWh. No Brasil, atualmente cerca de 41 Termelétricas utilizam óleo combustível e 2122 utilizam óleo diesel. Os combustíveis utilizados no motor da Termelétrica em estudo são do tipo: diesel e óleo combustível que contém baixo teor de enxofre. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa é analisar as emissões em uma Termelétrica para compostos formados na combustão dos motores: CO, CO2, SO2, NO, NOx tendo como elemento de comparação as emissões do O2 residual da combustão. Experimentos foram realizados em escala de potências crescente e decrescente no motor com capacidade de geração de 8,45 MW com intervalos de 1 MW. Os dados das emissões dos gases no motor foram coletados através do equipamento analisador de gases de exaustão e serão comparados com dados das condições do motor em operação através do sistema de monitoramento da UTE que possibilita armazena os dados e a visualização dos sistemas que compõe o motor em tempo real. O estudo comparativo com a Tese de Costa (2007) em um motor de 150 KW instalado no laboratório de Termogeração da UFCG mostra que elevação do consumo de diesel com elevação da potência de acordo com a literatura. Apontando a tendência da redução do consumo de combustível poluente, diesel, por um combustível de fonte mais limpa, o gás natural, em motores de 8,45 MW de uma Termelétrica, visando a redução das emissões dos poluentes primários da combustão devido à utilização do modo dual, operando com diesel e gás natural nos motores da Termelétrica, mantendo as características originais do motor, o bom desempenho e elevando a eficiência energética. The energy crisis in 2001 highlighted the need for expansion of investments in the Brazilian power sector. Depending on the hydraulic crisis, there was a government incentive for electricity generation from the drive of Thermoelectric. In 2013, the Brazilian electricity sector issued about 115 kg of CO2 to produce 1 MWh. In Brazil, currently about 41 thermoelectric plants use fuel oil and diesel oil use in 2122. The fuel used in the thermoelectric engine studied are like, diesel and fuel oil containing low-sulfur. In this sense, the objective of this research is to analyze the issues in a Thermal Power Plant to compounds formed in combustion engines: CO, CO2, SO2, NO, NOx having as comparator emissions from residual O2 combustion. Experiments were performed on a scale of increasing and decreasing the engine power 8.45 MW of generating capacity of 1 MW ranges. The data of emissions of gases in the engine were collected through the analyzer of exhaust gas equipment and will be compared with data from the engine conditions in operation through the UTE monitoring system that enables stores data and visualization systems that make up the engine in real time. The comparative study with the Thesis Costa (2007) in a 150 kW engine installed on Thermogeneration UFCG laboratory shows that rising diesel consumption with power lift according to the literature. Pointing the trend of reducing polluting fuel consumption, diesel by a cleaner fuel source, natural gas in engines of 8.45 MW of thermoelectric aimed at reducing emissions of primary pollutants from combustion due to the use of dual mode, operating with diesel and natural gas in the thermoelectric engines, maintaining the original characteristics of the engine, good performance and increasing energy efficiency.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-25T19:15:24Z No. of bitstreams: 1 VANIA CARNEIRO RIBEIRO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 6758499 bytes, checksum: f6441b3310f7bd423e3a63345d7f9097 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-25T19:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VANIA CARNEIRO RIBEIRO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 6758499 bytes, checksum: f6441b3310f7bd423e3a63345d7f9097 (MD5) Previous issue date: 2015 Capes A substituição de materiais feitos de vidro e metais por materiais poliméricos está crescendo de forma significativa e o policarbonato é um termoplástico amorfo e de alta transparência, mais leve que o vidro e possui uso bastante diversificado em sua cadeia produtiva. O presente trabalho consiste em um estudo experimental para comparação de eficiência de um sistema de aquecimento de água por energia solar, utilizando um coletor solar plano, operando em regime de circulação forçada. Para análise de tal comparação, serão testadas duas configurações: na primeira será utilizado o coletor solar plano com cobertura de policarbonato alveolar cristal com 4 mm de espessura. Para a segunda montagem experimental será utilizada o mesmo coletor plano, agora com a cobertura de vidro cristal também de 4 mm de espessura. A avaliação de desempenho se dará pela comparação da eficiência térmica para as condições anteriormente propostas (policarbonato e vidro). Para determinação da eficiência em cada um dos sistemas, serão utilizadas medições diárias das condições de insolação em W/m2 (calor disponibilizado pelo sol), medições de vazão mássica do sistema a cada intervalo de tempo (10 minutos), e cálculo do calor ganho em cada intervalo de tempo pela placa de aquecimento pela diferença de temperatura inicial e final desta. Com esta avaliação espera-se definir a melhor montagem (policarbonato ou vidro) a ser utilizada para futuros projetos de coletores solares planos. The substitute materials made of glass and metal polymeric materials is growing significantly and the polycarbonate is an amorphous thermoplastic, high transparency, lighter than glass and has a highly diversified use in its supply chain. This work consists of an experimental study to compare the efficiency of heating system solar water using a flat solar collector, operating under forced circulation. For analysis of such a comparison will be tested two configurations: first the flat solar collector with coverage polycarbonate crystal with 4 mm thick is used for the second experimental set up is the same collector used now covering also crystal glass 4 mm thick. The performance evaluation will be done by comparing the thermal efficiency for the conditions previously proposed (polycarbonate and glass). To determine the efficiency of each system, daily measurements of insolation W/m2 (available heat from the sun), mass flow measurements of the system at each time interval (10 minutes) and heat calculation in each time interval by the heating plate by the initial and final temperature difference of there. With this evolution is expected to set the best fitting (polycarbonate or glass) to be used for future solar flat plate collectors projects.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-24T14:36:49Z No. of bitstreams: 1 LUIZ ROBERTO ROCHA DE LUCENA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 2629611 bytes, checksum: 9d4b92496c709e6181c7746ee3d76d6d (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-24T14:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUIZ ROBERTO ROCHA DE LUCENA - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 2629611 bytes, checksum: 9d4b92496c709e6181c7746ee3d76d6d (MD5) Previous issue date: 2015 Este trabalho foi desenvolvido experimentalmente com o intuito de analisar o comportamento das emissões, da potência e do consumo do motor diesel, operando em “modo dual” com diesel/biodiesel e gás a uma taxa de substituição do diesel por gás natural da ordem de aproximadamente 85 %. Foram ensaiadas misturas de B20 a B80 com intervalos de 20%, além dos dois limites, inferior e superior (B5 e B100), do diesel comercial e do biodiesel puro respectivamente, onde foram realizados para cada condição de mistura, ensaios com rotação constante de 1800 RPM controlada eletronicamente e potências elétrica de 40, 60, 80, 100 e 120 kW, respectivamente. Todo o sistema foi monitorado por sensores de temperatura, pressão, vazão, velocidade e as emissões de NOx , NO, CO2, CO, O2, Excesso de Ar etc. foram registradas em um analisador de gases de combustão. Os dados dos ensaios foram adquiridos por meio de um sistema de aquisição de dados instalado em um PC e armazenados em mídia própria, para posterior tratamento e análise através de Tabelas e gráficos e comparação com o ensaio B5, denominado neste trabalho de padrão diesel, bem como confrontado com outros trabalhos. Ao término deste estudo podemos concluir a viabilidade do uso do gás natural em motores diesel operando no modo dual com vantagens econômicas e ambientais. This work was developed experimentally in order to examine the performance of emissions, power and consumption of the diesel engine, operating in "dual mode" with diesel and natural gas at a fixed rate of replacement of diesel by natural gas of approximately 85%. Mixtures from B20 to B80 were tested with intervals of 20%, plus the two limits, upper and lower (B5 and B100) of commercial diesel and biodiesel respectively, which were performed for each mixture condition with constant test speed of 1,800 RPM, electronically controlled, and electric powers at 40, 60, 80, 100, and 120 kW respectively. The entire system was monitored by temperature and pressure sensors and test data were acquired by means of a data system installed on a PC and stored in adequate media, for further processing and analysis in tables and graphs and comparison with B5 test, which is called standard diesel and confronted with other studies. At the end of this research we can perceive the viability of the use of natural gas in diesel engines in dual mode with a range of economic and environmental advantages.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T15:14:07Z No. of bitstreams: 1 WANESSA RAPHAELLA GOMES DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 8618618 bytes, checksum: 60b0630085063a71f3865758462d46c4 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-30T15:14:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WANESSA RAPHAELLA GOMES DOS SANTOS - DISSERTAÇÃO PPGEM 2014..pdf: 8618618 bytes, checksum: 60b0630085063a71f3865758462d46c4 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 CNPq O escoamento multifásico está presente nas etapas de exploração, produção, transporte, processamento e distribuição de fluidos, especialmente na indústria do petróleo e gás. O uso de dutos é a maneira convencional para o transporte de petróleo por ser eficiente e econômica. Os dutos estão sujeitos a danos devido à ação de agentes de natureza físico-química que eventualmente deterioram parte dos mesmos, causando corrosão, rompimento e interrupções do fluxo do fluido. Sistemas de monitoramento de vazamentos devem ser capazes de detectar e localizar um vazamento quase que instantaneamente, reduzindo os riscos de impactos ambientais e socioeconômicos, aumentando a segurança operacional. A partir desta temática, este trabalho tem como objetivo estudar teoricamente o escoamento multifásico transiente, não-isotérmico e tridimensional de óleo, água e gás em dutos verticais com e sem vazamento, com ênfase na influência da rugosidade da parede do duto e dimensões do orifício do vazamento. Resultados das distribuições de velocidade superficial, pressão, temperatura e fração volumétrica das fases presentes no escoamento são apresentados e analisados. Verificou-se que a rugosidade da parede do duto, fase gás e a temperatura de alimentação da mistura influenciam diretamente na queda de pressão média do escoamento. The multiphase flow occur in the stages of exploration, production, transportation, processing and distribution of fluids, especially in the oil and gas industry. The use of pipelines is the conventional, efficient and economical way to transport oil. Pipelines are subject to damage because of the action of physico-chemical nature agents that can deteriorate the duct, causing corrosion, breakage and disruption of fluid flow. Leakage monitoring systems must be able to detect and locate a leak immediately, reducing the risks of environmental and socio-economic impacts, increasing operational safety. From this theme, this work aims to study theoretically the multiphase (oil, gas and water flow), non-isothermal, transient and three-dimensional in vertical pipes with and without leakage, with emphasis on the influence of roughness of the duct wall, and dimensions of the leakage orifice. Results of velocity, pressure, temperature and volume fraction distributions of the phases present in the flow are presented and analyzed. It was found that both the wall roughness of the duct, phase gas and the inlet temperature of the mixture affect directly on average pressure drop of the flow.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2019-09-25T11:25:33Z No. of bitstreams: 1 ARTUR MAGNO SILVEIRA CAVALCANTI - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2014.pdf: 2601661 bytes, checksum: 5448f527b19f0ed6c2ffc94cd1744f20 (MD5) Made available in DSpace on 2019-09-25T11:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ARTUR MAGNO SILVEIRA CAVALCANTI - DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2014.pdf: 2601661 bytes, checksum: 5448f527b19f0ed6c2ffc94cd1744f20 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 Capes Este projeto de dissertação tem como objetivo o desenvolvimento do processamento de compósitos por modelagem de transferência de baixo custo, através do desenvolvimento de subsistema de injeção, que possa ser acoplado a uma máquina de ensaio mecânico universal, além dos seus elementos constituintes, dos moldes, da resina, das placas e perfis concebidos, como também, os testes adotados para adequada caracterização e sua consequente validação. A metodologia adotada consiste no desenvolvimento do processamento, estudo da resina, caracterização microestrutural, caracterização mecânica e cálculo preliminar da permeabilidade. Foram utilizados como materiais constituintes desse projeto a resina poliéster saturada, tixotrópica préacelerada, catalisador e manta de fibra de vidro especificada como manta para laminação, todos produzidos pela MEKOL®. Com base nos experimentos realizados pode-se concluir que o projeto é viável, através do desenvolvimento e a fabricação de dois equipamentos para o processamento por modelagem de transferência de resina de baixo custo e concepção própria, para a fabricação de placas compósitas com total preenchimento pela resina, bom acabamento superficial e dimensões uniformes, compostas por 6 camadas de fibra de vidro (manta com gramatura de 450g/m²) e uma resina com uma viscosidade entre 200 a 400cps. Uma análise dos tempos totais das atividades se fez fundamental para a taxa de produção, onde foi observado uma redução de 26,4% desse total. A carga de injeção chegou a variar 91,17% entre os processamentos que adotaram os diferentes subsistemas de injeção. Quanto aos testes de flexão, tem-se que a variação na carga máxima suportada entre as amostras da mesma placa foi de 6,05% a 21,1% com média entre as placas variando de 16,68%. O processo de injeção definitivo para o processamento de placas compósitas portanto foi o Subsistema de Injeção Tipo II, com Molde RTM MP3 e injeção de disposição inferior. The objective of this work was the development of processing the composites by Resin Transfer Molding (RTM) with a low cost, through the development of injection subsystem, that can be attached to a universal mechanical testing machine, as well as its constituent elements, molds, resin and designed profiles, as well as the tests adopted for proper characterization and its subsequent validation. The methodology consists in the development of the RTM process, resin study, microstructural and mechanical characterization and preliminary calculation of permeability. Thixotropic saturated polyester resin, pre-accelerated catalyst and fiberglass as specified blanket for lamination, were use as building materials for this project, all produced by MEKOL®. Based on the experiments we can be concluded that the project is possible through the development and fabrication of two devices RTM, with low cost and own design, to manufacture composite plates with fully filled by resin, good surface and uniform dimensions, composed of 6 layers of fiberglass (basis weight of 450g/m²) and a resin with a viscosity of 200 to 400cps. An analysis of the total times of the activities became essential to the production rate, where a reduction of the 26.4 % was observed. The charge injection vary reached 91.17 % among processes that have adopted the different subsystems. As for the bending tests, it has been the variation in the maximum load between samples from the same plate was 6.05 % to 21.1% with an average ranging from between plates 16.68%. The process of final injection for processing composite plates was therefore adopted the SSI Type II, with injection mold RTM MP3 with below disposition.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-14T11:05:38Z No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DA SILVA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 7661090 bytes, checksum: d6d7296ae6b4537cc796b5ad44bc0b46 (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-14T11:05:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FERNANDO JOSÉ DA SILVA - TESE (PPGEP) 2014.pdf: 7661090 bytes, checksum: d6d7296ae6b4537cc796b5ad44bc0b46 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 CNPq O combustível gasoso (gás natural) tem sido muito utilizado em motores diesel nos últimos anos, devido suas características positivas quando o foco é o nível das emissões lançadas na atmosfera. O biodiesel; combustível renovável, tem se apresentado como potencial alternativo para contribuir com a redução das emissões poluentes no mundo, com propriedades comparáveis ao diesel, tem sido usado amplamente em motores do ciclo diesel. O desafio é utilizar o motor diesel que opere de forma dual (líquido/gás), com misturas adequadas de diesel, biodiesel e gás natural, para obter a proporção correta de cada combustível, mantendo as características originais do motor e bom desempenho. Neste sentido, o objetivo desta pesquisa é analisar o desempenho, as características das emissões de um motor diesel, trabalhando com diesel comercial B5, biodiesel e gás natural. O combustível utilizado no motor consiste na mistura de 15% de óleo diesel e biodiesel (combustível líquido) e 85% de gás natural. Experimentos foram realizados em potências de 40, a 120 kW, com intervalos de 20 kw. O motor foi instrumentado para obter temperatura, fluxos de massa de ar, gás, diesel e biodiesel, pressão do ar de entrada do motor, do óleo lubrificante e concentração dos gases de combustão durante cada teste experimental. O custo específico do motor operando no modo dual foi melhor do que no modo diesel e a mistura diesel, biodiesel e gás natural que apresentou o menor custo específico, foi a mistura B50. Verificou-se a partir dos resultados experimentais que as emissões de NOx, NO e CO2 diminuíram, enquanto que as emissões de CO aumentaram, quando comparadas com a condição do motor operando no modo diesel comercial B5 como único combustível. The gaseous fuel (Natural Gas) has been widely used on diesel engines in the last few years, due to its positive characteristics as far as the level of emissions released in the atmosphere is concerned. Biodiesel has been considered a potential alternative to contribute to reducing pollutant emissions level in the world, as a renewable fuel, its properties are comparable to the one of the diesel fuel which is already widely used in diesel engines. The big challenge is to use the diesel engine which operates in a dual form, using adequate mixtures of diesel, biodiesel and natural gas to obtain the correct proportion of each fuel and maintaining the original characteristics of the engine as well as a good performance. In this sense, the aim of this research is to study the characteristics of the commercial diesel engine emissions, operating with B40, B50, B60 and natural gas. The fuel used in the engine consists of a mixture of 15% diesel and biodiesel (liquid fuel) and 85% natural gas. Experiments were made using 40, to 120 kW, with an interval of 20 kW. The engine was instrumented to obtain the temperature, air, gas, diesel and biodiesel flow rate, the air pressure at the entrance of the engine, the lubricant oil temperature, and the concentration of exhaust gases during each experimental test. The specific cost of the engine operating in dual mode was better than in diesel mode, and the blend of diesel, biodiesel and natural gas with the lowest specific cost was the B50 blend. It was verified that the emission of NOx, NO and CO2 had decreased while the emissions of CO had increased, when compared to the conditions using commercial diesel (B5) as the only fuel.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T15:30:11Z No. of bitstreams: 1 FRANCISCA VALDEIZA DE SOUZA TAVARES - DISSERTAÇÃO PPGEM 2013..pdf: 4952773 bytes, checksum: 6f132f4b46839b3a13ba0371ef1fa131 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-30T15:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FRANCISCA VALDEIZA DE SOUZA TAVARES - DISSERTAÇÃO PPGEM 2013..pdf: 4952773 bytes, checksum: 6f132f4b46839b3a13ba0371ef1fa131 (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 O presente trabalho tem por objetivo estudar teoricamente a secagem de tijolos cerâmicos vazados em secador de fluxos-cruzados tipo túnel. Foi proposto uma modelagem matemática baseando-se nos balanços de massa e energia, escritos para um volume diferencial localizado numa posição arbitrária da camada de sólido. Para obter a solução numérica das equações governantes, utilizou-se o método dos volumes finitos numa formulação explícita e o esquema “upwind” como função de interpolação para os termos convectivos. A metodologia foi usada para descrever o processo de secagem de tijolos cerâmicos vazados com dimensões industriais, em diferentes condições operacionais. Resultados do teor de umidade e temperatura do produto, umidade absoluta, umidade relativa e temperatura do ar ao longo do leito, em diversos tempos de processo são apresentados, analisados e comparados com dados experimentais reportados na literatura, obtendo-se uma boa concordância. Verificou-se que secagem a temperaturas e umidades relativas moderadas gera produto de boa qualidade pós-secagem. The present work aims to study theoretically the drying of holed ceramic bricks in a cross-flow tunnel dryer. It was proposed a mathematical model based on mass and energy balances, written for a differential volume located in an arbitrary position of the solid layer. For the numerical solution of the governing equations, the finite volume method in an explicit formulation with the "upwind" squema as interpolation function for the convective terms was used. The methodology was employed to describe the drying of hollow ceramic bricks with industrial dimensions in different operating conditions. Results of the moisture content and temperature of the product, and absolute humidity, relative humidity and temperature of the air along the bed at different times of the process are presented, analyzed and compared with experimental data reported in the literature. A good agreement was obtained. Results show that drying process at moderate temperatures and relative humidities produces good quality products.

Submitted by Severina Oliveira (severina.sueli@ufcg.edu.br) on 2019-02-18T16:27:01Z No. of bitstreams: 1 ANA CLÁUDIA BENTO MELCHÍADES-DISSERTAÇÃO-PPGEM 2012.pdf: 4170849 bytes, checksum: 258deff5df12d8fa57dbbebf4819a198 (MD5) Made available in DSpace on 2019-02-18T16:27:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA CLÁUDIA BENTO MELCHÍADES-DISSERTAÇÃO-PPGEM 2012.pdf: 4170849 bytes, checksum: 258deff5df12d8fa57dbbebf4819a198 (MD5) Previous issue date: 2012-12-28 A secagem das peças cerâmicas é uma das operações mais importantes no processo de fabricação. A secagem artificial utiliza estufas aquecidas artificialmente através do uso de queimadores, ou aproveitando ar quente de forno em fase de resfriamento. No ambiente de secagem, a temperatura, umidade relativa e velocidade do ar são parâmetros importantes, que podem gerar fortes tensões internas no material, provocando encolhimento não-uniforme e transporte excessivo de massa, gerando deformações e trincas no produto, comprometendo a qualidade do produto final, com desperdício de energia. Diante do exposto, este trabalho propõe a construção, experimentação e análise de um forno/secador operando 100% com gás natural. Fez-se experimentos com o sistema térmico e desenvolveu-se uma modelagem matemática para descrever energética e exergeticamente o forno-secador, baseando-se nos conceitos da Termodinâmica Clássica. Resultados da temperatura no interior, parede e exterior do forno/secador em diversas posições e ao longo do tempo, eficiências energética e exergética, e perda de calor do forno/secador para a vizinhança são apresentados e analisados. Concluiu-se que o forno/secador apresentou rendimento térmico, aproximadamente de 65%, eficiência exergética variando de 40 a 70%, temperatura máxima de 941,6 °C (sem isolamento térmico) no seu interior e redução de poluentes dos gases de combustão do gás natural. Drying of ceramic is one of the most important operations in the manufacturing process. The artificial drying using heated artificially through the use of burners, or by using hot air of kiln under cooling. In the drying environment, temperature, relative humidity and air velocity are important parameters, which can generate strong internal stresses in the material, causing non-uniform shrinkage and excessive transport of mass, causing deformations and cracks in the product, that can affect the quality the final product and with loss of energy. Therefore, this work proposes the construction, testing and it was analysis of a kiln operating with 100% natural gas. There was experimenting with the thermal system and developed a mathematical model to describe the kiln under NiewPoint energetic and exergetic, based on the concepts of Classical Thermodynamics. Results of the temperature inside, at the wall and outside of kiln at various positions and over time, energy and exergy efficiency and heat loss from the kiln / dryer to neighboring are presented and analyzed. It was nitrified that the kiln / dryer had a thermal efficiency of approximately 65%, exergetic efficiency ranging from 40 to 70%, maximum temperature of 941.6°C (without insulation) inside of the kiln and reduced pollutants emissions of the natural gas combustion.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2019-07-29T16:18:15Z No. of bitstreams: 1 LUCIANO VENCESLAU RODRIGUES – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2012.pdf: 4148007 bytes, checksum: ac265086a53b3c3246402bf7ab4b1ebe (MD5) Made available in DSpace on 2019-07-29T16:18:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCIANO VENCESLAU RODRIGUES – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2012.pdf: 4148007 bytes, checksum: ac265086a53b3c3246402bf7ab4b1ebe (MD5) Previous issue date: 2012-12-03 CNPq Os motores de combustão interna são uns dos principais causadores da elevação dos índices de poluição do planeta, assim, diante de tal situação e onde a vida sem geração de energia se tornaria complicada, a procura por fontes energéticas alternativas que minimizem tais questões é uma constante no nosso dia-a-dia. Nos motores do ciclo diesel, operações com o diesel e gás natural estão sendo testadas para reduzir as emissões de poluentes para o meio ambiente, como o monóxido de carbono (CO), o dióxido de carbono (CO2) e o dióxido de enxofre (SO2). Neste sentido, este trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente as emissões desses e outros gases a partir de um motor de combustão interna do ciclo diesel, operando com misturas de biodiesel e gás natural, e comparar os resultados obtidos com os dados coletados com o motor operando com diesel e gás natural. O sistema térmico experimental é composto de um motor de combustão interna acoplado a um gerador elétrico, instrumentado com sensores de temperatura, pressão, medidores de vazão de ar, diesel e gás natural, sondas de gás e sistema de absorção de potência constituído por um banco de carga e seu sistema de controle. Para análise energética do motor foram obtidos valores da eficiência de combustão através do analisador de gases. Com o decorrer dos trabalhos, verificou-se uma redução considerável da emissão de gases poluentes para a atmosfera e com relação à eficiência e ao consumo de combustível, as variações foram aceitáveis. The internal combustion engines are a major cause of rising levels of pollution of the planet, thus facing such situation and where life without energy generation would become complicated, the demand for alternative energy sources that minimize such issues is a constant in our day-to-day. In diesel engines, operations with diesel and natural gas are being tested to reduce emissions of pollutants to the environment, such as carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and sulfur dioxide (SO2). Thus, this work aims to study experimentally these emissions and other gases from an internal combustion engine diesel cycle, operating with biodiesel blends and natural gas, and compare the results with data collected with the engine running with diesel. The thermal system is composed of an experimental internal combustion engine coupled to an electric generator, instrumented with sensors for temperature, pressure, air flow meters, diesel and natural gas probe and gas absorption system consisting of a power bank load and its control system. For energy analysis engine efficiency values were obtained through the combustion gas analyzer. In the course of the work, there was a considerable reduction of greenhouse gas emissions into the atmosphere and with respect to efficiency and fuel consumption, the changes were acceptable.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T17:18:12Z No. of bitstreams: 1 ENIVALDO SANTOS BARBOSA – TESE (PPGEP) 2011.pdf: 14587469 bytes, checksum: 427f6de191a79c41d2bb8c8b12fba569 (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-26T17:18:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ENIVALDO SANTOS BARBOSA – TESE (PPGEP) 2011.pdf: 14587469 bytes, checksum: 427f6de191a79c41d2bb8c8b12fba569 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 A indústria do petróleo tem se apoiado tradicionalmente na utilização de dispositivos separadores convencionais baseados no efeito da gravidade que, em geral, são volumosos e com tempo de residência elevado. Os hidrociclones vem sendo comumente usados na separação água/óleo pela indústria de petróleo, devido à elevada capacidade de processamento, baixo custo de manutenção e por exigirem pouco espaço para sua instalação. No entanto, tem-se observado a presença de areia e/ou gás durante a produção e transporte do petróleo. Daí surge a necessidade do desenvolvimento de tecnologias avançadas de separação areia/óleo/água/gás. Neste contexto,o presente trabalho, se propõe estudar o processo de separa¸c˜ao areia/água/gás de uma corrente de óleo utilizando um hidrociclone. As pesquisas foram desenvolvidas usando o pacote comercial ANSYS CFX 12. O modelo matemático usado considera escoamento tridimensional, turbulento, estacionário e é baseado na abordagem Euleriana-Euleriana, para os casos monofásico (água) e multifásico (água-óleo, areia- água - óleo, areia - água - óleo - gás). Foram avaliadas as influˆencias dos modelos de turbulência ( – , RNG – padrões e modificados, SST e RSM–SSG), dos aspectos geométricos e parâmetros físicos na previsão do comportamento do escoamento no hidrociclone. Resultados dos perfis de velocidade axial e tangencial, distribuições de velocidade, pressão e fração volumétrica das fases, eficiência de separação e queda de pressão são apresentados e analisados. Constatou-se o caráter tridimensional do escoamento e boa concordância dos resultados numéricos com dados experimentais da distribuição radial das componentes de velocidade tangencial e axial. O hidrociclone avaliado foi capaz de separar adequadamente a água, areia e gás da corrente de oleosa, com eficiência de remoção 33,07%, 92,52% e 3,81%, respectivamente, para uma vazão volumétrica da mistura tetrafásica de 8,5 m3/h, na entrada do hidrociclone. The oil industry has traditionally been supported by the use of conventional separators devices based on the gravity effect which are generally bulky and provide high residence time. The hydrocyclone have been commonly used in oil-water separation by the oil industry due to high processing capacity, lower maintenance cost and minor physical space to installation. However has been observed the presence of sand and /or gas during oil production and transportation. For this reason, the need for developing of advanced technologies has strongly arisen, intending to separate sand/oil/water/gas. In this context, the present work aims to study the separation process of sand/water/gas from oil stream, using a hydrocyclone. The research were developed using the commercial package ANSYS CFX 12. The used threedimensional mathematical model considers turbulent and steady state flow and it is based on Eulerian-Eulerian approach for single-phase (water) and multiphase (wateroil, sand-water-oil, sand - water - oil - gas) cases. The influence of turbulence models ( – , RNG – standard and modified, SST and RSM–SSG), and geometric aspects of the physical parameters in predicting of flow behavior in the hydrocyclone were evaluated. Results of axial and tangential velocity profiles, tangential velocity, pressure and volumetric fraction distributions, separation efficiency and pressure drop are presented and analyzed. One can find the three-dimensional flow aspect and reasonable approximation of numerical results with experimental data of the radial distribution of tangential and axial velocity components. The evaluated hydrocyclone was able to separate adequately water, sand and gas from the oil flow with remotion efficiency of 33.07%, 92.52% and 3.81%, respectively, to a four-phase mixture and inlet volumetric flow rate of 8.5 m3/h in the hydrocyclone.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-23T16:43:37Z No. of bitstreams: 1 YOGE JERONIMO RAMOS DA COSTA - TESE PPGEP 2007..pdf: 3893859 bytes, checksum: a59d1d9d1668799657fcdaabc841e817 (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-23T16:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YOGE JERONIMO RAMOS DA COSTA - TESE PPGEP 2007..pdf: 3893859 bytes, checksum: a59d1d9d1668799657fcdaabc841e817 (MD5) Previous issue date: 2007-04-02 A escassez energética e impacto ambiental são fatores determinantes para a existência de novos estudos da conversão e uso de energia, e a redução dos níveis de poluentes na atmosfera. A operação que usa diesel e gás natural é indicada como uma das melhores formas para controlar emissões de poluentes oriundos de motores diesel e simultaneamente economizar diesel derivado de petróleo. Neste sentido, este trabalho tem como objetivos, estudar teórica e experimentalmente as características de emissões e performance de um motor de combustão interna do ciclo Diesel operando com diesel e gás natural. O sistema térmico experimental é composto de um motor de combustão interna acoplado a um gerador elétrico, instrumentado com sensores de temperatura, pressão, medidores de vazão de ar, diesel e gás natural, sondas de gás e sistema de absorção de potência, constituído por um banco de carga e seu sistema de controle. Para análise energética e exergética teórica do motor foi desenvolvido um modelo matemático baseando-se nos conceitos da termodinâmica. Resultados numéricos e experimentais dos efeitos das condições do ar, tipo e quantidade de combustível, e gases de escape sobre o desempenho do motor e impacto ambiental são apresentados e analisados. A utilização de motores do ciclo diesel trabalhando de forma dual é consideravelmente viável do ponto de vista ecológico, visto a redução da emissão de poluentes tais como CO, CO2, NO e SO2. Com relação aos custos operacionais, estes também se apresentam favoráveis, principalmente para valores de potência superiores a 100 kW. The energetic shortage and environmental impact are main factors to new research in conversion and use of energy. Natural gas and diesel dual-fuel operation is regarded as one of the best way to control pollutant emissions from the diesel engine and simultaneously save petroleum based diesel fuel. In this sense, the aim of this work is to investigate theorical and experimentally the emissions and performance characteristics of a commercial diesel engine being operated with natural gas and diesel. Experimental facilities (thermal system) is composed by a diesel engine complying to electronic generator, and it was equipped with temperature and pressure sensors, gas, air and diesel flowmeters, gas analyzer and power absorption system (electric charge bank and control system). For energetic and exergetic analysis one mathematical model based in the concept of thermodynamics was developed. The predicted and experimental results of the effect of air conditions, type and quantity of fuel, and exhaust gas in the performance of engine and environmental impact are presented and analyzed. The use of engines of the cycle diesel working in dual mode is considerably viable of the ecological point of view, seen the reduction of the emission of pollutant such as CO, CO2 and SO2. Regarding the operational costs, these also are favorable, mainly for superior power values to 100 kW.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-03T20:13:43Z No. of bitstreams: 1 FABIANA PIMENTEL MACÊDO FARIAS - TESE PPGEP 2006..pdf: 6819431 bytes, checksum: 61825d33b2b61b2732d80e7e82b96b05 (MD5) Made available in DSpace on 2018-09-03T20:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FABIANA PIMENTEL MACÊDO FARIAS - TESE PPGEP 2006..pdf: 6819431 bytes, checksum: 61825d33b2b61b2732d80e7e82b96b05 (MD5) Previous issue date: 2006-04-19 Os ciclones são equipamentos utilizados em processos químicos, em diversas operações unitárias, com o objetivo de promover a separação de sólido e/ou líquido de uma corrente gasosa e secar sólidos. Neste sentido, o presente trabalho propõe um estudo teórico da termofluidodinâmica de um ciclone como secador. O modelo matemático considera escoamento tri-dimensional, turbulento e estacionário para a fase gasosa, e o modelo Lagrangeano para as partículas. As equações diferenciais que representam o fenômeno físico foram resolvidas numericamente pelo método dos volumes finitos, com esquema de interpolação UPWIND para os termos convectivos e o algoritmo SIMPLEC para o acoplamento pressão-velocidade. Como aplicação, a metodologia foi usada para predizer a secagem do bagaço de cana-de-açúcar em um ciclone. As simulações foram realizadas utilizando o código computacional CFX-3D. Resultados do teor de umidade, temperatura e variações dimensionais da partícula, distribuição de velocidade, pressão e temperatura do ar de secagem, para diversas condições do ar, geometria do ciclone e velocidade inicial da partícula são apresentados e analisados. Constatou-se o caráter tridimensional do escoamento gás-partícula no interior do ciclone com presenças de regiões de zonas de recirculação e de inversão de fluxo, apresentando razoável concordância com os dados experimentais. Verificou-se que a cinética de secagem, o aquecimento e o tempo de residência das partículas são afetadas pelas condições do ar de secagem e geometria do ciclone, e quando comparadas com dados experimentais apresentaram boa aproximação. O ciclone com seção de entrada quadrada se mostrou mais eficiente, do ponto de vista de secagem, quando comparados com os dutos de seção retangulares vertical e horizontal. Cyclones are equipments very used in chemical processes, in several units operations. Their aim is to promote the solid and/or a liquid separation from a gas stream and dry solids. In this sense, the present work proposes a theoretical study of thermal fluid dynamics of a cyclone as dryer. The mathematical model considers three-dimensional, turbulent and stationary flow for gas phase, and Lagrange model for particles. The governing equations were solved numerically with the finite-volumes method, using UPWIND interpolation scheme for convective terms and algorithm SIMPLEC for pressure-velocity coupling. As an application, the methodology was used to predict the sugar cane bagasse drying in a cyclone. Simulations had been carried out using the computational code CFX-3D. Results of the moisture content, temperature and dimensional variations of the particles and velocity, pressure and temperature distributions of the air drying, to several air conditions, shape of the cyclone and initial velocity of particle is presented and analyzed. Three-dimensional gas-particle flow, recirculation zones and inversion flow were verified inside the cyclone. Numerical data fitted well experimental ones. It was verified that the kinetic drying, temperature and residence time of the particles were affected by air drying conditions and cyclone geometry. Cyclone with square inlet section were more efficient to dry than cyclone with vertical and horizontal rectangular section duct.