Numerical Investigation on the Heat Transfer Enhancement Using Micro/Nano Phase-Change Particulate Flow

The introduction of phase change material fluid and nanofluid in micro-channel heat sink design can significantly increase the cooling capacity of the heat sink because of the unique features of these two kinds of fluids. To better assist the design of a high performance micro-channel heat sink using phase change fluid and nanofluid, the heat transfer enhancement mechanism behind the flow with such fluids must be completely understood. A detailed parametric study is conducted to further investigate the heat transfer enhancement of the phase change material particle suspension flow, by using the two-phase non-thermal-equilibrium model developed by Hao and Tao (2004). The parametric study is conducted under normal conditions with Reynolds numbers of Re=600-900 and phase change material particle concentrations ¡Ü0.25 , as well as extreme conditions of very low Reynolds numbers (Re < 50) and high phase change material particle concentration (0.5-0.7) slurry flow. By using the two newly-defined parameters, named effectiveness factor and performance index, respectively, it is found that there exists an optimal relation between the channel design parameters, particle volume fraction, Reynolds number, and the wall heat flux. The influence of the particle volume fraction, particle size, and the particle viscosity, to the phase change material suspension flow, are investigated and discussed. The model was validated by available experimental data. The conclusions will assist designers in making their decisions that relate to the design or selection of a micro-pump suitable for micro or mini scale heat transfer devices. To understand the heat transfer enhancement mechanism of the nanofluid flow from the particle level, the lattice Boltzmann method is used because of its mesoscopic feature and its many numerical advantages. By using a two-component lattice Boltzmann model, the heat transfer enhancement of the nanofluid is analyzed, through incorporating the different forces acting on the nanoparticles to the two-component lattice Boltzmann model. It is found that the nanofluid has better heat transfer enhancement at low Reynolds numbers, and the Brownian motion effect of the nanoparticles will be weakened by the increase of flow speed.

Development of An Enhanced Oil Sands Fluid Tailings Generation Model

Bitumen extraction from surface-mined oil sands results in the production of large volumes of Fluid Fine Tailings (FFT). Through Directive 085, the Province of Alberta has signaled that oil sands operators must improve and accelerate the methods by which they deal with FFT production, storage and treatment. This thesis aims to develop an enhanced method to forecast FFT production based on specific ore characteristics. A mass relationship and mathematical model to modify the Forecasting Tailings Model (FTM) by using fines and clay boundaries, as the two main indicators in FFT accumulation, has been developed. The modified FTM has been applied on representative block model data from an operating oil sands mining venture. An attempt has been made to identify order-of-magnitude associated tailings treatment costs, and to improve financial performance by not processing materials that have ultimate ore processing and tailings storage and treatment costs in excess of the value of bitumen they produce. The results on the real case study show that there is a 53% reduction in total tailings accumulations over the mine life by selectively processing only lower tailings generating materials through eliminating 15% of total mined ore materials with higher potential of fluid fines inventory. This significant result will assess the impact of Directive 082 on mining project economic and environmental performance towards the sustainable development of mining projects.

Physical internet-enabled hyperconnected distribution assessment

L’Internet Physique (IP) est une initiative qui identifie plusieurs symptômes d’inefficacité et non-durabilité des systèmes logistiques et les traite en proposant un nouveau paradigme appelé logistique hyperconnectée. Semblable à l’Internet Digital, qui relie des milliers de réseaux d’ordinateurs personnels et locaux, IP permettra de relier les systèmes logistiques fragmentés actuels. Le but principal étant d’améliorer la performance des systèmes logistiques des points de vue économique, environnemental et social. Se concentrant spécifiquement sur les systèmes de distribution, cette thèse remet en question l’ordre de magnitude du gain de performances en exploitant la distribution hyperconnectée habilitée par IP. Elle concerne également la caractérisation de la planification de la distribution hyperconnectée. Pour répondre à la première question, une approche de la recherche exploratoire basée sur la modélisation de l’optimisation est appliquée, où les systèmes de distribution actuels et potentiels sont modélisés. Ensuite, un ensemble d’échantillons d’affaires réalistes sont créé, et leurs performances économique et environnementale sont évaluées en ciblant de multiples performances sociales. Un cadre conceptuel de planification, incluant la modélisation mathématique est proposé pour l’aide à la prise de décision dans des systèmes de distribution hyperconnectée. Partant des résultats obtenus par notre étude, nous avons démontré qu’un gain substantiel peut être obtenu en migrant vers la distribution hyperconnectée. Nous avons également démontré que l’ampleur du gain varie en fonction des caractéristiques des activités et des performances sociales ciblées. Puisque l’Internet physique est un sujet nouveau, le Chapitre 1 présente brièvement l’IP et hyper connectivité. Le Chapitre 2 discute les fondements, l’objectif et la méthodologie de la recherche. Les défis relevés au cours de cette recherche sont décrits et le type de contributions visés est mis en évidence. Le Chapitre 3 présente les modèles d’optimisation. Influencés par les caractéristiques des systèmes de distribution actuels et potentiels, trois modèles fondés sur le système de distribution sont développés. Chapitre 4 traite la caractérisation des échantillons d’affaires ainsi que la modélisation et le calibrage des paramètres employés dans les modèles. Les résultats de la recherche exploratoire sont présentés au Chapitre 5. Le Chapitre 6 décrit le cadre conceptuel de planification de la distribution hyperconnectée. Le chapitre 7 résume le contenu de la thèse et met en évidence les contributions principales. En outre, il identifie les limites de la recherche et les avenues potentielles de recherches futures.

Utilizing “Big Data” to Improve the Hotel Sector’s Energy Efficiency: Lessons from Recent Economics Research

Hotel chains have access to a treasure trove of “big data” on individual hotels’ monthly electricity and water consumption. Benchmarked comparisons of hotels within a specific chain create the opportunity to cost-effectively improve the environmental performance of specific hotels. This paper describes a simple approach for using such data to achieve the joint goals of reducing operating expenditure and achieving broad sustainability goals. In recent years, energy economists have used such “big data” to generate insights about the energy consumption of the residential, commercial, and industrial sectors. Lessons from these studies are directly applicable for the hotel sector. A hotel’s administrative data provide a “laboratory” for conducting random control trials to establish what works in enhancing hotel energy efficiency.

Razionalizzazione di un magazzino componentistica per linee di assemblaggio di segnali aeroportuali: il caso Ocem Airfield Technology

Questa tesi si propone di illustrare il lavoro da me svolto presso l’azienda Ocem Airfield Technology all’interno del magazzino componentistica mirato alla riorganizzazione del supermarket delle linee di assemblaggio nell’ottica della minimizzazione dei tempi di prelievo. La continua ricerca di flessibilità sulla base delle esigenza della clientela ha un drastico effetto sul magazzino e sulla sua gestione. Il magazzino rappresenta un elemento estremamente oneroso nel bilancio aziendale e contribuisce per il 20% ai costi interni dell’impresa. Hanno un ruolo cruciale nel funzionamento aziendale: i magazzini sono il luogo di attesa per i prodotti dal punto di origine a quello di consumo, garantiscono l’immagazzinamento e lo stoccaggio della merce ed infine sono un driver fondamentale per ridurre l’incertezza. Tra le attività più costose si colloca il prelievo frazionato della merce o order picking, responsabile del 55% dei costi operativi logistici. Nell'ambito Ocem è stato implementato un progetto per la riduzione dei tempi di prelievo ispirandosi a modelli nati in letteratura. Il progetto inizialmente è stato testato su una linea pilota a bassi volumi per monitorare i possibili vantaggi. Una volta confermata la riduzione effettiva dei tempi di prelievo, il progetto è stato replicato con le opportune modifiche sulle restanti linee di assemblaggio raggiungendo incrementi di efficienza significativi. Il parametro adottato come performance index è stata la riduzione percentuale del tempo di prelievo dall’as-is al to-be.

Avaliação do ciclo de vida de um pavimento flutuante de cortiça

A consciencialização ambiental vem assumindo um papel preponderante na construção civil. Nesse sentido, o desenvolvimento de materiais sustentáveis e ecológicos é essencial para a satisfação de fabricantes e consumidores, respeitando diversos requisitos: níveis reduzidos de poluição e toxicidade, durabilidade dos materiais, possibilidade de reutilização e/ou reciclagem, a proveniência das matérias-primas e a possibilidade de contaminação do ar no interior dos edifícios. As declarações ambientais de produto (DAP) permitem informar o consumidor do desempenho ambiental dos materiais dos produtos. Assim, ao longo de todo o processo de fabrico são registados os consumos de recursos e emissões ambientais e, através da metodologia de avaliação de ciclo de vida, é quantificada a contribuição resultante para impactes ambientais. Esta dissertação visa analisar os possíveis impactes ambientais no decurso do processo de produção de um pavimento flutuante de cortiça, constituído por cortiça, High Density Fibreboard (HDF) e acabamento de superfície, denominado Artcomfort Floating NPC e elaborar de um relatório de suporte, que servirá de base para a DAP do pavimento Artcomfort Floating NPC do sistema do Institut Bauen und Umwelt (IBU). Esta dissertação inclui um relatório de fundo, para a avaliação do ciclo de vida do pavimento flutuante Artcomfort Floating NPC da empresa Amorim Revestimentos, que servirá de base para a elaboração da declaração ambiental de produto (DAP) do mesmo. Para tal, recorreu-se ao software SimaPro para análise dos impactes ambientais das várias fases do processo de fabrico do pavimento em estudo, sendo as fases consideradas, a produção da camada base de cortiça aglomerada, camada backing de cortiça aglomerada, montagem da sanduiche, placa pintada, placa acabada e corte e embalagem. A fase que tem maior contribuição para os impactes ambientais do processo de fabrico do produto, em todas as categorias de impacte analisadas, com exceção da depleção dos recursos abióticos sem combustíveis fósseis, foi a fase de montagem da sanduiche.

Auditoria e identificação de propostas de melhoria no SGA da Funfrap

O compromisso das organizações com as obrigações decretadas ao nível do ambiente, segurança e qualidade emancipa a implementação de Sistemas de Gestão e o processo de auditar. Neste trabalho, decorrente do estágio curricular no âmbito do Mestrado em Engenharia do Ambiente, está evidenciada a importância dos Sistemas de Gestão Ambiental e as razões preponderantes para que sejam auditados. O trabalho pretendeu auditar e avaliar a conformidade do sistema de gestão ambiental, de acordo com a NP EN ISO 14001:2004, de uma indústria de fundição de metais, Funfrap -. Fundição Portuguesa SA, a fim de identificar oportunidades de melhoria no desempenho ambiental da organização. No âmbito do estágio foram ainda realizadas outras atividades, incluindo campanhas de sensibilização, inventário de resíduos sólidos, ferramentas da metodologia World Class Manufacturing, formação sobre a separação de resíduos nos postos de trabalho, acompanhamento de um ensaio na estação de tratamento de águas residuais industriais e apoio para o desenvolvimento do relatório ambiental anual. Da auditoria interna identificaram-se e corrigiram-se nove não conformidades menores e cinco observações. Da auditoria externa foram identificadas apenas duas não conformidades, nenhuma delas relacionadas com as detetadas anteriormente. Além deste resultado foram sugeridas algumas medidas para alcançar um melhor desempenho ambiental da organização.

Gestão ambiental na indústria da cortiça

Nas últimas décadas tem-se verificado uma degradação contínua do meio ambiente, intensificada pela produção em massa das indústrias, aliado a um crescente consumismo da sociedade. Atualmente, as organizações e a sociedade civil demonstram uma crescente preocupação com os problemas ambientais, é neste contexto que surgem as questões associadas aos sistemas de gestão ambiental (SGA), como forma de integrar as preocupações das organizações com a proteção do ambiente. O presente projeto, realizado no âmbito do estágio curricular do Mestrado de Engenharia do Ambiente, pretende explorar e servir de apoio na implementação e desenvolvimento de um Sistema de Gestão Ambiental em duas Unidades Industriais da Amorim & Irmãos, S.A. Para o cumprimento dos objetivos do projeto foi realizada uma revisão bibliográfica da temática Sistemas de Gestão Ambiental, que possibilitou alargar o conhecimento sobre o tema do estágio. A segunda fase do trabalho consistiu na integração nos processos e infraestruturas da empresa. A terceira fase incluiu a realização dos trabalhos práticos necessários para a implementação e desenvolvimento dos Sistemas de Gestão Ambiental. Tendo em conta a metodologia seguida conclui-se que a realização este projeto foi muito vantajosa para todas as partes envolvidas, tendo contribuído: para um grande avanço na implementação e desenvolvimento dos Sistemas de Gestão Ambiental nas duas Unidades Industriais, permitindo assim melhorar os seus desempenhos ambientais; para a aquisição e consolidação de conhecimentos na área e proporcionou uma experiencia que será benéfica no envolvimento de um projeto desta natureza.

Life cycle assessment of advanced bioethanol production from pulp and paper sludge

This work evaluates the environmental performance of using pulp and paper sludge as feedstock for the production of second generation ethanol. An ethanol plant for converting 5400 tons of dry sludge/year was modelled and evaluated using a cradle-to-gate life cycle assessment approach. The sludge is a burden for pulp and paper mills that is mainly disposed in landfilling. The studied system allows for the valorisation of the waste, which due to its high polysaccharide content is a valuable feedstock for bioethanol production. Eleven impact categories were analysed and the results showed that enzymatic hydrolysis and neutralisation of the CaCO3 are the environmental hotspots of the system contributing up to 85% to the overall impacts. Two optimisation scenarios were evaluated: (1) using a reduced HCl amount in the neutralisation stage and (2) co-fermentation of xylose and glucose, for maximal ethanol yield. Both scenarios displayed significant environmental impact improvements.

Formalização e Implementação de um Sistema de Gestão Ambiental Segundo a Norma ISO 14001:2004 numa empresa de Construção Civil

Dissertação de Mestrado em Gestão Integrada da Qualidade, Ambiente e Segurança

Desenvolvimento de um relatório de suporte à declaração ambiental de produto: perfis de alumínio

A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) considera todo o ciclo de vida do produto, desde a extração e obtenção da matérias-primas, passando pela produção e fabrico de materiais e energia, até ao tratamento de fim de vida e destino final do produto. As Declarações Ambientais de Produto (DAP) são declarações ambientais Tipo III que apresentam um conjunto de informação quantificada e fidedigna, que funciona como uma excelente ferramenta de comunicação relativa ao desempenho ambiental do produto ao longo do seu ciclo de vida. Este relatório de estágio visa, por um lado, analisar os impactes ambientais no decurso do processo de produção do perfil de alumínio sujeito ao tratamento acetinado 20 natural (AC20NA) e, por outro, elaborar um relatório de suporte, que servirá de base para o desenvolvimento da DAP do perfil de alumínio AC20NA a submeter ao sistema DAPHabitat. O relatório foi elaborado tendo por base a norma EN 15804 e inclui as fases obrigatórias (A1-A3). Desta forma, utilizou-se ao software SimaPro para a análise dos impactes ambientais das várias fases do processo de fabrico do perfil de alumínio em estudo. As fases consideradas foram a extrusão, a anodização (tratamento de superfície), a Estação de Tratamento de águas Residuais Industriais (ETARI) e a embalagem. A fase que mais contribui para as diferentes categorias de impacte é a extrusão, uma vez que é nesta fase que é utilizada a matéria-prima para a produção dos perfis de aluminío.

Modelagem do desempenho ambiental dos projetos de exploração e produção aplicando equações estruturais

A legislação ambiental e os principais agentes que se relacionam com a empresa se constituem em fatores exógenos que não podem ser negligenciados ao formular-se e avaliar-se a política ambiental corporativa. As influências exógenas e seus efeitos sobre a gestão ambiental e o gerenciamento de projetos de exploração e produção (E&P) e, por essa via, sobre o desempenho ambiental, foram objetos de estudo desta tese. Embora o desempenho ambiental seja um assunto relevante, a pesquisa sobre esse tema ainda é escassa. Tal carência desponta ainda mais acentuada quando se aborda o desempenho ambiental de projetos na indústria de petróleo e gás. O principal objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre a legislação ambiental vigente, as ações de órgãos reguladores, fornecedores, empresas terceirizadas e comunidades locais e o desempenho ambiental dos projetos de E&P na indústria de petróleo e gás e, também, analisar os efeitos do sistema de gestão ambiental e o gerenciamento dos projetos sobre tal desempenho. Na fase abdutiva, foi conduzido um estudo de caso com abordagem qualitativa em uma grande empresa brasileira do setor de petróleo e gás, na fase dedutiva, foi realizada uma pesquisa survey explanatória de corte transversal com abordagem quantitativa, incluindo 113 projetos de E&P de cinco unidades executoras da empresa. Foi formulado um modelo conceitual, com cinco construtos e sete hipóteses de pesquisa, representativo dos efeitos de fatores externos sobre o desempenho ambiental dos projetos de E&P. Os dados foram tratados aplicando a Análise Fatorial Exploratória e a Modelagem de Equações Estruturais com aplicação dos softwares IBM® SPSS® Statistics 20.0 e IBM® SPSS® Amos 18.0. O modelo de equações estruturais foi reespecificado e estimado utilizando o método de Máxima Verossimilhança e o procedimento bootstrap com 2000 reamostragens, até alcançar adequados valores dos índices de ajustamento. O modelo mostrou boa aderência às evidências empíricas, representando uma teoria explicativa dos fatores que influenciam o desempenho ambiental dos projetos de E&P na empresa estudada. As estatísticas descritivas apontaram adequado desempenho dos projetos de E&P com relação aos efluentes descartados, volume de água reutilizada, redução de resíduos e práticas de reciclagem. Identificou-se que projetos de maior porte alcançam melhor desempenho ambiental em relação aos de menor tamanho. Não foram achadas diferenças significativas entre os desempenhos de projetos executados por unidades operacionais distintas. Os resultados da modelagem indicaram que nem a legislação ambiental, nem os agentes externos exercem influência significativa sobre a sistemática da gestão dos projetos de E&P. Os agentes externos atuam sobre a gestão ambiental da empresa exercitando capacidades colaborativas, obstrutivas e propositivas. A legislação ambiental é percebida como entrave ao desenvolvimento dos projetos ao longo de seu ciclo de vida, principalmente, pelas deficiências dos órgãos ambientais. Identificou-se que o sistema de gestão ambiental influencia diretamente o Programa de Desenvolvimento e Execução de Projetos de E&P, que, por sua vez, provoca efeitos diretos e indiretos sobre o desempenho ambiental. Finalmente, comprovou-se que o Sistema de Gestão Ambiental da empresa é determinante para o desempenho ambiental dos projetos de E&P, tanto pelos seus efeitos diretos, como pelos indiretos, estes últimos mediados pela sistemática de gestão dos projetos de E&P

The impact of culture and corporate governance in dividend policy: evidence from emerging and developed countries

The present research aims to analyse the impact of corporate governance and cultural dimensions in dividend policy. The corporate governance and dividend policy have a close relationship, in that both are evidenced in literature to mitigate agency problems. Cultural factors are also related to agency problems. The existence of agency problems and their solutions differs across countries and it is related to the implementation of the mechanisms of governance. So, cultural factors may have influence on corporate governance and dividend policy. Our sample consists in 1 232 companies belonging to the main indices of 38 countries classified as emerging or developed. To measure the quality of firm level corporate governance, we use the ASSET4 Corporate Governance Performance Index, developed by Thomson Reuters, and as proxy of culture we use three cultural dimensions developed by Geert Hofstede, namely uncertainty avoidance, masculinity and indulgence. We obtained significant empirical evidence that firms with high quality of corporate governance pay higher dividends. With regard to cultural factors, we confirm that in countries with high levels of masculinity and uncertainty avoidance, the dividend payout ratio is lower. On the other hand, countries with high level of indulgence have higher dividend payout ratio. However, we verify that the impact of cultural effects is minimized when the firms have a high quality level of corporate governance. Additionally, we found that the impact of corporate governance and cultural factors in dividend policy differs when dealing with emerging or developed countries.

La influencia de los objetivos del milenio del PNUD en la implementación de políticas publicas ambientales en Tailandia para el periodo del 2000 al 2013

La presente investigación tiene como objetivo principal, explicar la influencia de los ODM del PNUD en la implementación de políticas públicas medioambientales de Tailandia en el periodo del 2000 al 2013, basado en la teoría de los complejos de socialización y la transferencia de normas que implican un buen comportamiento medioambiental. De esta manera, demostrar que los agentes socializadores han cumplido un papel fundamental para la implementación de políticas públicas en Tailandia en su interés por cumplir con sus compromisos internacionales. Esta monografía utilizara un método cualitativo, desde el análisis de las fuentes primarias y secundarias, realizando especial énfasis en la teoría de complejos de socialización que permita un análisis descriptivo y explicativo del fenómeno.

La influencia de los objetivos del milenio del PNUD en la implementación de políticas públicas ambientales en Tailandia para el periodo del 2000 al 2013

La presente investigación tiene como objetivo principal, explicar la influencia de los ODM del PNUD en la implementación de políticas públicas medioambientales de Tailandia en el periodo del 2000 al 2013, basado en la teoría de los complejos de socialización y la transferencia de normas que implican un buen comportamiento medioambiental. De esta manera, demostrar que los agentes socializadores han cumplido un papel fundamental para la implementación de políticas públicas en Tailandia en su interés por cumplir con sus compromisos internacionales. Esta monografía utilizara un método cualitativo, desde el análisis de las fuentes primarias y secundarias, realizando especial énfasis en la teoría de complejos de socialización que permita un análisis descriptivo y explicativo del fenómeno.