Variation in body size of Phanocerus clavicornis Sharp, 1882 (Coleoptera: Elmidae: Larainae) in Atlantic Rainforest streams in response to hydraulic disturbance

Neste estudo, padrões de tamanho do corpo de Phanocerus clavicornis Sharp, 1882 (Coleoptera: Elmidae: Larainae) foram investigados ao longo de um gradiente de variação de velocidade da corrente em córregos de baixa ordem da Mata Atlântica. Especificamente, buscou-se testar a hipótese de que a distribuição de larvas de P. clavicornis com diferentes tamanhos corpóreos respondem às variações na velocidade da corrente em córregos. As coletas das larvas foram realizadas com um amostrador de Surber durante dois períodos amostrais, definidos pelo regime de chuvas: agosto - estação seca e fevereiro - estação chuvosa. Possíveis diferenças nas medidas de tamanho do corpo foram testadas através de uma análise de variância (ANOVA). Os resultados daANOVAindicaram para todas as medidas das larvas coletadas nos córregos de primeira ordem (largura da cabeça, largura do protórax e comprimento total do corpo) encontramos diferenças significativas, indicando uma variação morfométrica com as mudanças das condições hidráulicas, onde as larvas menores foram associadas aos períodos de maior precipitação. No entanto, em córregos maiores (3a ordem), os eventos de chuva tiveram menor impacto no tamanho dos indivíduos, com a ocorrência de larvas com diferentes tamanhos. Os resultados deste estudo sugerem que os espaços intersticiais são importantes para a proteção das larvas contra a velocidade da corrente e que as populações de P. clavicornis possuem alta plasticidade, sendo uma característica fundamental para a ocupação desta espécie em ambientes instáveis. Esses resultados são importantes para a compreensão da história de vida e características comportamentais da espécie, que permitem persistir em córregos ao longo de gradiente de perturbação do fluxo.

Energy and hydraulic efficiency in conventional water supply systems

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The influence of floc size and hydraulic detention time on the performance of a dissolved air flotation (DAF) pilot unit in the light of a mathematical model

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The effects of habitat complexity and hydraulic conditions on the establishment of benthic stream macroalgae

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Processing and characterization of ablative composites used in rocket motors

The main objective of this research work was to obtain two formulations of ablative composites. These composites are also known as ablative structural composites, for applications in atmospherically severe conditions according to the high-temperature, hot gaseous products flow generated from the burning of solid propellants. The formulations were manufactured with phenolic resin reinforced with chopped carbon fiber. The composites were obtained by the hot compression molding technique. Another purpose of this work was to conduct the physical and chemical characterization of the matrix, the reinforcements and the composites. After the characterization, a nozzle divergent of each formulation was manufactured and its performance was evaluated through the rocket motor static firing test. According to the results found in this work, it was possible to observe through the characterization of the raw materials that phenolic resins showed peculiarities in their properties that differentiate one from the other, but did not exhibit significant differences in performance as a composite material for use in ablation conditions. Both composites showed good performance for use in thermal protection, confirmed by firing static tests (rocket motor). Composites made with phenolic resin and chopped carbon fiber showed that it is a material with excellent resistance to ablation process. This composite can be used to produce nozzle parts with complex geometry or shapes and low manufacturing cost.

Análise da viabilidade econômica na implantação de inversores frequência em sistemas de bombeamento

The present work aims to conduct a study of the economic feasibility of the implementation of variable frequency inverters in pump systems with variable flow rates. The concern with the reduction of energy expenditure in industries raised in 2001 due to the energy crisis that hit Brazil at that time, forcing industries to reduce their electric costs under penalty of fines if this were not done (MOREIRA, 2008). Frequency inverter is an electronic device that allow greater control in the operation of pumping systems and also a reduction in electrical consumption, being a viable solution to achieve a reduction in energy consumption. For the development of this work, approaching important topics in pumping systems was necessary in order to make a correct choice of hydraulic pumping and also other components responsible for the operation of the system , such as electric motors and frequency inverters. In the case study, a theoretical analysis of the behavior of electrical consumption in systems with variable flow rates was performed, comparing when the system is operated via frequency inverters and when the system is operated without such a device. As expected, the result of the implantation of the device was quite satisfactory, and the primary goal of reducing energy expenditure was achieved. Also important to highlight the environmental issue of this work, as all forms of energy production affects nature in some way, achieving a reduction in consumption also contributes indirectly in environmental conservation

Bridging hydraulic diffusivity from aquifer to particle-size scale: a study on loess sediments from southwest Hungary

In situ megascale hydraulic diffusivities (D) of a confined loess aquifer were estimated at various scales (10 <= L <= 1500 m) by a finite difference model, and laboratory microscale diffusivities of a loess sample by empirical formulas. A scatter plot reveals that D fits to a single power function of L, providing that microscale diffusivities are assigned to L = 1 m and that differences in diffusivity observed between micro- and megascales are assigned to medium heterogeneity appraised by variations in the curvature and slope of natural hydraulic head waves propagating through the aquifer. Subsequently, a general power relationship between D and L is defined where the base and exponent terms stand for the aquifer storage capability under a confined regime of flow, for the microscale hydraulic conductivity and specific yield of loess, and for the changes in curvature and slope of hydraulic head waves relative to values defined at unit scale.[GRAPHICS]Editor Z.W. Kundzewicz

Modeling of hydraulic and energy efficiency indicators for water supply systems

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The relationship between macroalgal morphological complexity and hydraulic conditions in stream habitats

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Rotor Failure Diagnosis of Induction Motors by Wavelet Transform and Fourier Transform in Function of the Load

This paper presents two diagnostic methods for the online detection of broken bars in induction motors with squirrel-cage type rotors. The wavelet representation of a function is a new technique. Wavelet transform of a function is the improved version of Fourier transform. Fourier transform is a powerful tool for analyzing the components of a stationary signal. But it is failed for analyzing the non-stationary signal whereas wavelet transform allows the components of a non-stationary signal to be analyzed. In this paper, our main goal is to find out the advantages of wavelet transform compared to Fourier transform in rotor failure diagnosis of induction motors.

Single puncture for TMJ arthrocentesis: an effective technique for hydraulic distention of the superior joint space

Temporomandibular joint arthrocentesis is a method of flushing out the synovial fluid that is currently performed by providing a double puncture to the upper joint space. The traditional 2-needle technique has some restrictions, such as the difficulty in performing it in the presence of intra-articular adherences and in the female patients, because the space is very small. The adoption of a single-needle for fluid injection might have some advantages with respect to the traditional 2-needle approach in terms of easily, time of execution and tolerability. We describe a single needle technique and we recommend the use.

Modellizzazione numerica e caratterizzazione sperimentale di macchine e componenti oleodinamici

Nella prima parte di questa tesi di dottorato sono presentate le attività svolte, di carattere numerico, ai fini della modellizzazione di macchine volumetriche ad ingranaggi esterni. In particolare viene dapprima presentato un modello a parametri concentrati utilizzato per l’analisi dei fenomeni che coinvolgono l’area di ingranamento della macchina; un codice di calcolo associato al modello è stato sviluppato ed utilizzato per la determinazione dell’influenza delle condizioni di funzionamento e delle caratteristiche geometriche della macchina sulle sovra-pressioni e sull’eventuale instaurarsi della cavitazione nei volumi tra i denti che si trovano nell’area di ingranamento. In seguito vengono presentati i risultati ottenuti dall’analisi del bilanciamento assiale di diverse unità commerciali, evidenziando l’influenza delle caratteristiche geometriche delle fiancate di bilanciamento; a questo proposito, viene presentato anche un semplice modello a parametri concentrati per valutare il rendimento volumetrico della macchina ad ingranaggi esterni, con l’intenzione di usare tale parametro quale indice qualitativo della bontà del bilanciamento assiale. Infine, viene presentato un modello completo della macchina ad ingranaggi esterni, realizzato in un software commerciale a parametri concentrati, che permette di analizzare nel dettaglio il funzionamento della macchina e di studiare anche l’interazione della stessa con il circuito idraulico in cui è inserita. Nella seconda parte della tesi si presentano le attività legate alla messa in funzione di due banchi prova idraulici per la caratterizzazione sperimentale di macchine volumetriche e componenti di regolazione, con particolare attenzione dedicata alla messa a punto del sistema di acquisizione e gestione dei dati sperimentali; si presentano infine i risultati di alcune prove eseguite su componenti di regolazione e macchine volumetriche.

Nonlinear Observers for Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Motors

In this thesis, the industrial application of control a Permanent Magnet Synchronous Motor in a sensorless configuration has been faced, and in particular the task of estimating the unknown “parameters” necessary for the application of standard motor control algorithms. In literature several techniques have been proposed to cope with this task, among them the technique based on model-based nonlinear observer has been followed. The hypothesis of neglecting the mechanical dynamics from the motor model has been applied due to practical and physical considerations, therefore only the electromagnetic dynamics has been used for the observers design. First observer proposed is based on stator currents and Stator Flux dynamics described in a generic rotating reference frame. Stator flux dynamics are known apart their initial conditions which are estimated, with speed that is also unknown, through the use of the Adaptive Theory. The second observer proposed is based on stator currents and Rotor Flux dynamics described in a self-aligning reference frame. Rotor flux dynamics are described in the stationary reference frame exploiting polar coordinates instead of classical Cartesian coordinates, by means the estimation of amplitude and speed of the rotor flux. The stability proof is derived in a Singular Perturbation Framework, which allows for the use the current estimation errors as a measure of rotor flux estimation errors. The stability properties has been derived using a specific theory for systems with time scale separation, which guarantees a semi-global practical stability. For the two observer ideal simulations and real simulations have been performed to prove the effectiveness of the observers proposed, real simulations on which the effects of the Inverter nonlinearities have been introduced, showing the already known problems of the model-based observers for low speed applications.

Development and application of a thermo-hydraulic model supporting the design and the deterministic safety analysis in a sodium cooled fast reactor

Il CP-ESFR è un progetto integrato di cooperazione europeo sui reattori a sodio SFR realizzato sotto il programma quadro EURATOM 7, che unisce il contributo di venticinque partner europei. Il CP-ESFR ha l'ambizione di contribuire all'istituzione di una "solida base scientifica e tecnica per il reattore veloce refrigerato a sodio, al fine di accelerare gli sviluppi pratici per la gestione sicura dei rifiuti radioattivi a lunga vita, per migliorare le prestazioni di sicurezza, l'efficienza delle risorse e il costo-efficacia di energia nucleare al fine di garantire un sistema solido e socialmente accettabile di protezione della popolazione e dell'ambiente contro gli effetti delle radiazioni ionizzanti. " La presente tesi di laurea è un contributo allo sviluppo di modelli e metodi, basati sull’uso di codici termo-idraulici di sistema, per l’ analisi di sicurezza di reattori di IV Generazione refrigerati a metallo liquido. L'attività è stata svolta nell'ambito del progetto FP-7 PELGRIMM ed in sinergia con l’Accordo di Programma MSE-ENEA(PAR-2013). Il progetto FP7 PELGRIMM ha come obbiettivo lo sviluppo di combustibili contenenti attinidi minori 1. attraverso lo studio di due diverse forme: pellet (oggetto della presente tesi) e spherepac 2. valutandone l’impatto sul progetto del reattore CP-ESFR. La tesi propone lo sviluppo di un modello termoidraulico di sistema dei circuiti primario e intermedio del reattore con il codice RELAP5-3D© (INL, US). Tale codice, qualificato per il licenziamento dei reattori nucleari ad acqua, è stato utilizzato per valutare come variano i parametri del core del reattore rilevanti per la sicurezza (es. temperatura di camicia e di centro combustibile, temperatura del fluido refrigerante, etc.), quando il combustibile venga impiegato per “bruciare” gli attinidi minori (isotopi radioattivi a lunga vita contenuti nelle scorie nucleari). Questo ha comportato, una fase di training sul codice, sui suoi modelli e sulle sue capacità. Successivamente, lo sviluppo della nodalizzazione dell’impianto CP-ESFR, la sua qualifica, e l’analisi dei risultati ottenuti al variare della configurazione del core, del bruciamento e del tipo di combustibile impiegato (i.e. diverso arricchimento di attinidi minori). Il testo è suddiviso in sei sezioni. La prima fornisce un’introduzione allo sviluppo tecnologico dei reattori veloci, evidenzia l’ambito in cui è stata svolta questa tesi e ne definisce obbiettivi e struttura. Nella seconda sezione, viene descritto l’impianto del CP-ESFR con attenzione alla configurazione del nocciolo e al sistema primario. La terza sezione introduce il codice di sistema termico-idraulico utilizzato per le analisi e il modello sviluppato per riprodurre l’impianto. Nella sezione quattro vengono descritti: i test e le verifiche effettuate per valutare le prestazioni del modello, la qualifica della nodalizzazione, i principali modelli e le correlazioni più rilevanti per la simulazione e le configurazioni del core considerate per l’analisi dei risultati. I risultati ottenuti relativamente ai parametri di sicurezza del nocciolo in condizioni di normale funzionamento e per un transitorio selezionato sono descritti nella quinta sezione. Infine, sono riportate le conclusioni dell’attività.

Studio di fattibilità per l'applicazione dei "positive displacement motors" in ambienti HT-HP

Questo studio concerne uno studio di fattibilità per l'applicazione dei "positive displacement motors" in ambienti ambienti fortemente critici, soggetti ad alta pressione e alta temperatura. Tali motori sono utilizzati nell'industria Oil & Gas per la perforazione di pozzi petroliferi. L’analisi è stata portata a termine attraverso definizione dell’intervallo di temperatura per cui le performance degli strumenti in commercio presenta il maggior numero di failures, compreso tra i 175°C e i 225°C , e per il quale si vuole riuscire a limitare i rischi connessi e le criticità associate, garantendo così il raggiungimento dei target con un maggior grado di affidabilità e disponibilità del PDM utilizzato. Analizzando le sollecitazioni agenti sul motore durante le fasi di utilizzo, è stato possibile rilevare le principali cause di rottura e malfunzionamento che, nella maggior parte dei casi, possono essere attribuite al rigonfiamento e alla degradazione del materiale elastomerico che costituisce lo statore della power section. Investigando in merito alle differenze e alle proprietà di resistenza di numerosi materiali elastomerici a diversi range di temperatura, sono stati evidenziati dei margini di ottimizzazione in particolare relativi alla potenziale riduzione e totale sostituzione della superficie elastomerica con materiale metallico. Ciò ha fatto si che fosse necessario un approfondimento sulle caratteristiche degli acciai e delle leghe metalliche, in termini di resistenza a corrosione, costo del materiale, resistenza meccanica e della capacità di mantenere elevate proprietà meccaniche con l’aumento della temperatura, al fine di individuare i migliori “candidati” per sostituire interamente il materiale elastomerico dello statore in materiale metallico e risolvere così il problema dell’applicazione dei PDM in ambienti HT-HP.