Construção e caracterização de um transformador de 562,5 VA com núcleo de ferro amorfo

Nos sistemas de geração, transmissão e distribuição de energia, os transformadores de potência são um dos componentes mais comuns e importantes. Deste modo, o desempenho dos transformadores é fundamental para a eficiência global dos sistemas. Para optimizar a eficiência dos transformadores, a escolha do material ferromagnético a usar para a construção do núcleo, é um factor muito importante. Por exemplo, o uso de um material ferromagnético amorfo no núcleo de um transformador, em vez de aço silício, reduz as perdas magnéticas totais do dispositivo. Outra possível solução para aumentar a eficiência dos sistemas de distribuição de energia, é a instalação de transformadores supercondutores de alta temperatura (SAT), normalmente arrefecidos em azoto líquido a 77 K. Deste modo, um transformador de 562,5 VA com núcleo de ferro amorfo foi projectado e construído e as suas propriedades magnéticas mais importantes foram medidas à temperatura ambiente, e à temperatura criogénica para deste modo contribuir para uma melhoria da eficiência dos transformadores supercondutores. De seguida, foram comparadas com as propriedades magnéticas de um transformador com núcleo de aço silício de grão orientado. As perdas magnéticas totais do material amorfo à temperatura ambiente e criogénica, os parâmetros do esquema equivalente de Steinmetz e a impedância de curto-circuito são apresentadas e discutidas. Foi também caracterizado o comportamento do transformador em carga determinando, por exemplo, o rendimento e a regulação da tensão em função da carga do transformador. Aspectos de construção do transformador são também abordados.

Fotoionização de moléculas e átomos

Este trabalho, no âmbito da física atómica e molecular, é essencialmente um estudo experimental, por fotoionização, da estrutura electrónica de moléculas e átomos de elevada instabilidade, relevantes na indústria, atmosfera terrestre e astrofísica. Os estudos de física molecular compreendem a caracterização em fase gasosa, à temperatura ambiente e a decomposição térmica controlada até 1100 K, por fotoionização com radiação de ultravioleta de vácuo usando a fonte de He I (21.22 eV), das seguintes moléculas: azidoformato de metilo, N3COOCH3; azidoformato de etilo, N3COOCH2CH3; azidoacetato de etilo, N3CH2COOCH2CH3; azidoetanol, N3CH2CH2OH;2-azidopropionitrilo, CH3CH(N3)CN; e 3-azidopropionitrilo, N3CH2CH2CN. Os resultados de espectroscopia de fotoelectrões, para cada uma destas moléculas, são comparados com os resultados do estudo de pirólise pela técnica de isolamento em matriz de azoto molecular, à temperatura de 12 K, assistida por espectroscopia de infravermelho. Os compostos intermediários e produtos finais observados permitem propor mecanismos de decomposição térmica para cada um dos sistemas. A interpretação e atribuição das bandas espectrais relativas a cada molécula têm por base os cálculos ab initio (HF e MP2) e de funcional da densidade (BLYP e B3LYP) das propriedades moleculares dos seus confórmeros de equilíbrio. A radiação de sincrotrão de ultravioleta de vácuo é usada nos estudos, por fotoionização, do oxigénio e azoto atómicos e dos radicais OH e OD, os quais são produzidos in situ por descarga de microondas e/ou reacção rápida átomo molécula. Para cada um destes sistemas, apresentam-se medidas da secção eficaz parcial de fotoionização, σ i, e do parâmetro de assimetria, β. Nestes estudos é usada a radiação da estação de trabalho 4.2 do Sincrotrão Elettra, em Itália.

Análise de um sistema de evacuação de produtos da combustão de turbinas a gás utilizadas para propulsão naval

De modo a eliminar a propagação de fissuras ocorridas em condutas de evacuação de produtos da combustão de turbinas a gás utilizadas para propulsão naval, neste estudo é feita a avaliação de diferentes geometrias alternativas para a estrutura mencionada, assim como se avalia a possibilidade de substituição local, nas zonas críticas, do material actualmente utilizado na conduta por uma nova liga de alta resistência. A possibilidade de utilizar um novo aço inoxidável austenítico Cr-Mn, de alta resistência (ThyssenKrupp, 2009), está a ser estudada e alguns resultados experimentais efectuados a este material, obtidos a temperatura ambiente e a alta temperatura, são apresentados. Este trabalho pode ser dividido em duas partes principais. Uma primeira parte onde se apresenta a análise experimental realizada e uma segunda parte, que trata a simulação numérica da conduta por elementos finitos. Na análise experimental foram realizados ensaios de tracção uniaxial, ensaios de dureza e de caracterização geométrica do cordão de soldadura de ligações soldadas de tipo topo a topo entre o aço AISI 316L e o aço Cr-Mn. Alguns dos resultados experimentais obtidos em provetes soldados com combinações dos materiais de base, aço AISI316L e Cr-Mn, a 24ºC e 350ºC, são: a tensão de cedência do aço Cr-Mn é cerca de 66% e 35% mais elevada que a obtida para o aço AISI 316L, a 24 e 350ºC, respectivamente; a tensão de rotura é também 33% e 19% mais elevada que o aço AISI 316L, para as mesmas temperaturas. Os ensaios de dureza revelam valores médios que estão de acordo com as propriedades mecânicas obtidas à temperatura ambiente. Tendo como referência os resultados experimentais obtidos para as propriedades mecânicas dos materiais, assim como a distribuição de temperaturas e de pressão interna devido aos gases resultantes da combustão, foi feita a simulação numérica de diferentes geometrias da conduta, tendo sido determinado o nível das tensões presentes na superfície da conduta. A distribuição de temperatura e pressão introduzidas nas análises numéricas foram calculadas e verificada a sua validade por comparação com os resultados obtidos por (Cruz, 2009). Os resultados das análises numéricas sugerem que a alteração da geometria actual da conduta pode ser benéfica uma vez que as tensões principais máximas induzidas na estrutura podem diminuir mais de 26%, quando comparadas com as tensões termomecânicas induzidas na geometria actual da conduta.

Clima e epidemias de dengue no Estado do Rio de Janeiro

As temperaturas dos primeiros trimestres do período de 1986-2003, especialmente as mínimas, mostraram-se significativamente mais altas nos anos em que as epidemias de dengue tiveram início na Cidade do Rio de Janeiro. Não houve relação significativa com o total das precipitações pluviométricas para os mesmos trimestres, contudo, as epidemias foram mais freqüentes nos anos em que o volume de chuvas no verão foi pequeno (abaixo de 200mm).

Aplicação de métodos estatísticos para o controlo e melhoria do processo: produção de rolhas técnicas de cortiça

A aposta na Qualidade e no Controlo de Processos, constitui actualmente, um requisito fundamental para as empresas se manterem competitivas. A Amorim e Irmãos, empresa onde o presente estudo é realizado, é líder de mercado no sector da cortiça, e aposta na melhoria contínua dos seus processos e produtos. Em linha com essa estratégia, a presente dissertação tem como objectivo melhorar o processo de produção de um dos produtos da Amorim e Irmãos, as rolhas de cortiça Twin-Top produzidas na unidade industrial Equipar, em Coruche. O processo em estudo, denominado de Rosa, é caracterizado por ter uma elevada variabilidade pois é muito sensível às condições da temperatura ambiente e à heterogeneidade da matéria prima. Os objectivos do processo passam precisamente por reduzir a heterogeneidade presente nas características da cortiça, ao definir valores alvo para a humidade, Massa volúmica corrigida a 8% de humidade e quantidade de um composto presente na cortiça, o TCA. Este composto afecta negativamente as características da rolha, portanto um dos objectivos deste trabalho é diminuir a quantidade de TCA presente no granulado. Por forma a solucionar o problema, de reduzir a variabilidade do Rosa aproximando-o dos valores alvo para as características a controlar aplicaram-se métodos estatísticos como o Desenho de Experiências e as Cartas de Controlo. O Rosa caracteriza-se por ter várias etapas, percorridas pelo granulado de forma sequencial. Tendo em conta que apenas na primeira etapa é que ocorrem alterações na quantidade de TCA presente no granulado decidiu-se que seria adequado realizar dois Desenhos de Experiências. O primeiro a ser aplicado na fase inicial do processo para maximizar a extracção de TCA e o segundo a ser aplicado nas restantes fases para controlar as outras características em cima referidas. Por fim realizou-se um estudo para aplicação de Cartas de Controlo no processo. Por via do primeiro DOE foram implementadas alterações no processo (aumento da pressão de vapor para 2,3 bar e da velocidade dos sem-fins para 10 Hz, na máquina RH), que permitiram reduzir com sucesso a quantidade média de TCA (2,4,6 tricloroanisol) presente no granulado. Este feito teve bastante relevância para a empresa, uma vez que a extracção deste composto constitui um dos seus objectivos estratégicos e é também uma das metas mais importantes a nível da qualidade do produto.(...)

Avaliação das constantes elásticas de bronzes vazados com alto teor em estanho

Este estudo pretendeu caracterizar as constantes elásticas de bronzes com alto teor em estanho e, em particular, da fase intermetálica delta (~32 wt.% Sn) à temperatura ambiente. Esta caracterização é importante para a previsão das propriedades acústicas dos sinos, pelo que especial atenção foi também dada à composição média das ligas Cu-Sn usadas na fundição sineira. Estes bronzes, devido ao caráter frágil da fase delta, não são processados termo-mecanicamente, apresentando-se na condição de vazados. Para o efeito, produziram-se provetes com teores de Sn variáveis (até 32 wt.% Sn), fundidos a 1150 ºC e arrefecidos em condições próximas das de fundição em moldação em areia. A composição e fases presentes foram estudadas com recurso a radiação X, enquanto que a microestrutura foi analisada com recurso a técnicas de microscopia. As constantes elásticas foram determinadas pela velocidade de propagação de impulsos ultra-sónicos, recorrendo a ondas longitudinais e transversais. Individualmente para a fase alfa e delta estas foram medidas por nanoindentação. Em conclusão, determinaram-se as constantes elásticas para as ligas de alto teor em Sn. Nas ligas hipo-eutectóides a estrutura grosseira de grão inviabilizou a técnica utilizada. Verificou-se também que a velocidade das ondas longitudinais pouco varia com o teor em Sn, contrariamente às ondas transversais.

Betão em massa pré-refrigeração e pós-refrigeração

Esta dissertação, na versão de relatório de actividade profissional, alicerça-se na experiência que o autor adquiriu, tanto em obra, como na definição das estratégias técnicas a implementar em fase de concurso. A presente dissertação tem como principal objectivo a abordagem da problemática da refrigeração de betões, e os princípios a ter em conta na definição das respectivas composições, sempre que grandes volumes de betonagem estão em causa (betões em massa). Dentro deste contexto, nos chamados betões em massa, são exigidas medidas que permitem controlar as temperaturas de colocação do betão (pré-refrigeração) e após betonagem (pós-refrigeração), situações que, se descontroladas, podem implicar problemas de durabilidade decorrentes de reacções expansivas internas e, ainda, fissuração generalizada provocada por elevados gradientes térmicos, decorrentes da diferença de temperatura entre o núcleo do volume betonado e a respectiva zona externa, que naturalmente está condicionada pela temperatura ambiente. Por outro lado, sem recurso a estas metodologias, as injecções das juntas de contracção entre blocos de betonagem, quando necessárias, seriam fortemente condicionadas. São apresentados exemplos onde se articulam as tomadas de decisões técnicas, decorrentes de diversos cenários, com diferentes necessidades de pré-refrigeração e pós-refrigeração, a partir dos quais se realiza uma análise critica.

Propagação de fendas por fadiga quando sujeitas a carregamentos em Modo I ou Modo III

A propagação de fenda sob fadiga pode ser observada em vários componentes mecânicos, que podem ser feitos de chapa fina ou espessa (ou cascas) e, consequentemente, serem sujeitos a estado plano de tensão ou estado plano de deformação, respectivamente. As cargas aplicadas num corpo sólido que contém um entalhe estreito ou uma fenda aguda irão induzir uma zona de escoamento limite de material com uma dimensão que dependerá das propriedades mecânicas do material, bem como a espessura do corpo, o comprimento de fenda e a intensidade das cargas aplicadas. A propagação da fenda pode então ocorrer sob modo I, II, III ou modo misto. Esta tese apresenta as funções integrais JI, JII e JIII , que foram correlacionadas com os factores de intensidade de tensão KI, KII e KIII, para provetes CT espessos e finos. A avaliação dos valores do Integral-J foi feita para diferentes comprimentos de fenda, ao longo da frente de fenda, usando o Método dos Elementos Finitos (MEF), com nós colapsados e intermédios deslocados a ¼ do comprimento da aresta, com o objectivo de simular a singularidade na extremidade da fenda. A interacção entre os modos de abertura, corte e rasgamento é também discutida. Adicionalmente, a propagação de fenda sob o modo I e o modo III foi determinada experimentalmente, à temperatura ambiente, para um aço inoxidável austenítico Cr-Mn de alta resistência.

Proposta e avaliação termodinâmica de soluções para o aproveitamento da exergia na regaseificação de GNL

Uma vez que o gás natural liquefeito (GNL) é transportado a uma temperatura criogénica de -162 °C e como os gasodutos recebem o gás natural (GN) à temperatura ambiente, existe neste sistema exergia que pode ser usada na produção de energia elétrica. A presente dissertação consiste na proposta, avaliação e comparação termodinâmica de diferentes ciclos para produção de energia elétrica, através do aproveitamento da exergia do GNL, aquando da sua transformação em GN, para introdução nos gasodutos. Neste trabalho, considerou-se como caso de estudo o terminal de GNL de Sines, em Portugal, que atualmente não tem implementada nenhuma solução para o aproveitamento da exergia disponível. Considerando os critérios de projeto, definidos de acordo com as características do terminal de Sines e, usando água do mar como fonte de calor, simularam-se e compararam-se os seguintes tipos de ciclos: o ciclo existente no terminal (CE), sem produção de energia; o ciclo de expansão direta do GN (CED); os ciclos tipo Rankine (CTR); os ciclos tipo Rankine com expansão direta (CTR+ED); e os ciclos tipo Rankine com apoio de energia solar (CTRS). Consideraram-se sete fluidos de trabalho (FT) diferentes: propano, etano, etileno, dióxido de carbono, R134a, R143a e propileno. As potências líquidas máximas obtidas para cada ciclo demonstram que: com o CE gastam-se cerca de 1182 kW para fazer o processamento de GNL; com o CED é possível gastar apenas 349 kW; com os CTR é possível obter uma potência líquida positiva ao processar o GNL, produzindo até 2120 kW (usando propileno como FT); com os CTR+ED é possível produzir 2174 kW (também usando propileno com FT); e com os CTRS é possível produzir até 3440 kW (valor médio anual) (usando etano como FT). Fez-se a otimização multi-objetivo dos ciclos tendo-se considerado alguns aspetos económicos. Além da maximização da potência líquida, para os CED, CTR e CTR+ED minimizou-se a área de transferência de calor total dos permutadores de calor e para os CTRS minimizou-se a área de coletores solares instalada.

Novos fluídos electroreológicos. Nanofibras de Polianilina dopadas com ácido canforsulfónico

A existência de um Efeito Electroreológico (ER) constata-se quando se verifica uma variação acentuada das propriedades reológicas induzidas pelas presença de um campo electrico numa amostra. Este fenómeno é tipico mas não exclusivamente observado em suspensões de particulas polarizáveis. Neste trabalho levou-se a cabo o estudo do efeito electroreológico de uma suspensão, em óleo de silicone, de nanofibras de polianilina (PANI) dopadas com ácido canforsulfónico (CSA). Foram preparadas soluções poliméricas com diferentes concentrações de nanofibras (1 e 2 % p/p) em dois óleos de silicone de diferentes viscosidades, 20 e 50 cSt. O estudo das propriedades electroreológicas foi efectuado tanto em regime estacionário, com a taxa de corte a variar entre 0.01 e 1000 s-1, como em regime oscilatório, com a frequência angular a variar entre 0.1 e 20 Hz, ambos na presença de campos eléctricos com intensidades até 2kV.mm-1 e à temperatura ambiente. As suspensões de nanofibras de polianilina dopadas com ácido canforsulfónico dispersas em óleo de silicone apresentam um efeito electroreológico intenso, visivel através de um aumento superior a 2 décadas no valor da viscosidade para baixas taxas de corte e valores elevados de campo eléctrico, demonstrando assim a sua potencialidade como material inteligente .

Tratamentos pré-germinativos em sementes de espécies florestais da amazônia. III .Faveira-arara-tucupi (Parkia decussata Ducke) - LEGUMINOSAE.

No presente trabalho as sementes de Faveira-arara-tucupi (Parkia decussata Ducke) foram submetidas a vários tratamentos e estudadas quanto ao poder germinativo, por meio da utilização de ácido sulfúrico concentrado por (2,5: 5; 10; 20 e 40 minutos), escari-ficação manual água quente a 8O C durante (10; 20 e 40 minutos) e água a temperatura ambiente durante (12 e 24 horas). Os tratamentos com ácido sulfúrico por 20 e 40 minutos eescarificação manual foram os mais eficientes para aumentar a germinação. Com base nestes resultados, os autores apontam como a causa provável dos problemas de germinação das sementes a impermeabilidade do tegumento ã água.

ESTUDOS SOBRE CAROTENÓIDES COM ATIVIDADE DE PROVITAMINA "A" EM CULTIVARES DE MANDIOCA (Manihot esculentaCRANTZ) EM ECOSSISTEMA DE TERRA FIRME DE MANAUS, AMAZONAS, BRASIL.

Foram conduzidos experimentos de competição entre cultivares de mandioca (Manihot esculentaCrantz) em ecossistema de terra firme (Manaus - Amazonas), com objetivo de obter melhores cultivares de mandioca com relação a produtividade e teor de caroteno pró-vitamínico A. Raízes de sete cultivares de mandioca amarela foram selecionadas para identificação e quantificação de carotenos com atividade de vitamina A, mediante o método descrito por Rodriguez. Observou-se, também, as perdas de pró-vitamina A pelo processamento e armazenamento de farinha. Constatou-se a presença de três isômeros do β - caroteno (o 13 - eis -β - caroteno, o β - caroteno todo trans e o 9 - eis -β - caroteno U). Quanto aos teores de vitamina A, expressos em equivalente de retinol, nas raízes variaram de 4,4 a 18,8. Com relação a perda de atividade da vitamina A pelo processamento variou de 25,0 a 40,0 %, enquanto que o armazenamento por 6 meses em sacos plásticos transparentes, à temperatura ambiente e à exposição de luz, resultou em degradação total de seus carotenóides. Os resultados permitem concluir que três cultivares (IM 232; IM 104 e BGM 021) apresentaram os maiores teores de pró-vitamina A.

Valor nutricional da polpa de açaí (Euterpe oleracea Mart) liofilizada

O Brasil é o maior produtor, consumidor e exportador da bebida açaí produzida a partir dos frutos do açaizeiro. Esta bebida ou a polpa de açaí são normalmente comercializadas a temperatura ambiente ou na forma congelada, levando à perdas nutricionais importantes. Este trabalho objetivou analisar alguns nutrientes da polpa de açaí liofilizada. Os resultados de determinações analíticas mostraram que esse produto na forma de pó é um alimento altamente calórico, 489,39 Kcal/100 g de polpa liofilizada principalmente em função dos altos conteúdos de lipídeos (40,75%), dos quais 52,70% representado pelo ácido oléico (C18:1) e 25,56% pelo palmítico (C16:0). O teor de carboidratos totais foi de 42,53% ± 3,56 e o de proteínas foi de 8,13 g ± 0,63 por 100 g de açaí liofilizado. Na avaliação do perfil de minerais foi demonstrado que o potássio (900 mg/100 g de polpa de açaí liofilizado) e o cálcio (330 mg/100 g de polpa de açaí liofilizada) foram os minerais observados em maior abundância. O magnésio também apresentou concentrações importantes (124,4 mg em 100 g de polpa liofilizada), diferente do ferro (4,5 mg em 100 g de polpa liofilizada). Diante dos resultados obtidos na avaliação da composição nutricional da polpa de açaí liofilizada, é possível concluir que esse processo pode ser considerado como uma excelente alternativa de conservação dessa polpa devido a presença de importantes componentes nutricionais encontrados na mesma.

Desenvolvimento e teste de um sistema para caracterização de materiais magnetoelétricos

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores

Avaliação da camada intermetálica em placas de circuito impresso com acabamento superficial HASL com diferentes processos de soldagem

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais