Transição à turbulência na camada de mistura estavelmente estratificada utilizando simulação numérica direta e simulação de grandes escalas

A transição à turbulência em uma camada de mistura estavelmente estratificada é de grande interesse para uma variedade de problemas geofísicos e de engenharia. Esta transição é controlada pela competição entre o cisalhamento do escoamento de base e as forças de empuxo, devido à estratificação em densidade do ambiente. Os efeitos do empuxo atuam no escoamento reduzindo a taxa de crescimento das perturbações e retardando a transição à turbulência, enquanto o cisalhamento fornece energia cinética ao escoamento. O presente trabalho investiga a natureza da transição à turbulência em uma camada de mistura temporal estavelmente estratificada através de Simulação Numérica Direta (DNS) e Simulação de Grandes Escalas (LES). O propósito da investigação é analisar o efeito da estratificação estável no desenvolvimento da instabilidade de Kelvin-Helmholtz (K-H) e na formação dos vórtices longitudinais, que se formam após a saturação dos turbilhões primários de K-H. Além deste propósito, é examinado, utilizando de DNS e LES, o desenvolvimento das instabilidades secundárias de K-H na camada baroclínica. Os testes numéricos tridimensionais são realizados com diferentes tipos de condições iniciais para a flutuação de velocidade transversal, enquanto uma condição forçada é usada para as outras duas componentes de flutuação de velocidade. Em particular, o efeito do comprimento transversal do domínio de cálculo é testado empregando diferentes comprimentos, enquanto são usadas as mesmas dimensões para a direção longitudinal e vertical. As simulações bidimensionais mostram que o aumento da estratificação inibe o processo de emparelhamento, reduz a troca de energia entre os turbilhões de K-H e o escoamento, atenua a instabilidade de K-H e diminui o fluxo vertical de massa. A instabilidade secundária do tipo K-H é identtificada na camada baroclínica para Re ¸ 500 quando há o processo de emparelhamento dos vórtices simulados. Na simulação a Re = 500, a instabilidade secundária de K-H aparece tanto para Ri = 0.07 (fraca estratificação) como para Ri = 0.167 (forte estratificação). Os resultados tridimensionais demonstram que os vórtices longitudinais são claramente formados na camada a Ri = 0. Por outro lado, nos casos estratificados os vórtices são enfraquecidos, devido ao gradiente longitudinal de densidade, que diminui a vorticidade nos turbilhões de K-H enquanto aumenta na região entre eles.

Modelagem numérica aplicada aos fenômenos de escoamento e mistura em modelos físicos de panelas de aciaria

Esse trabalho tem por objetivo geral o desenvolvimento de uma metodologia de modelagem numérica que represente o escoamento e o fenômeno de mistura em um modelo físico de panela de aciaria de base elíptica. Os objetivos específicos do trabalho são: o estudo dos coeficientes das forças de interação líquido-bolha, dos modelos de turbulência e da mudança do formato da base da panela de circular para elíptica. O escoamento e o fenômeno de mistura foram calculados através do método de Volume Finitos baseado em Elementos por meio do software CFX5.7 da Ansys. Dados da literatura e ensaios em modelo físico, realizados em laboratório, auxiliaram na validação dos modelos numéricos. O estudo dos coeficientes das forças de não-arrasto mostrou que os resultados da distribuição de ar ao longo da altura do banho mudam com a variação dos coeficientes. No final, coeficientes para 3 configurações de panelas em diferentes vazões de ar foram encontrados. Com relação ao estudo dos modelos de turbulência, observou-se que para a solução do escoamento e do fenômeno de mistura em uma panela de base circular, o k-ε é o modelo de turbulência mais indicado. Por outro lado, para uma panela de base elíptica, o modelo RSM mostrou-se o mais adequado. Finalmente, com relação ao estudo da mudança do formato da base da panela, observou-se que os tempos de mistura de uma panela de base elíptica são maiores que uma de base circular e aumentam à medida que a vazão de ar diminui.

Utilização de mistura asfáltica com borracha pelo processo da via-seca : execução de um trecho experimental urbano em Porto Alegre-RS

Este trabalho apresenta estudo sobre a viabilidade técnica para execução da pavimentação de uma pista experimental em via urbana a fim de comprovar o potencial da incorporação de borracha reciclada de pneus ao concreto asfáltico, pelo processo Via Seca, visando contribuir para a compreensão e otimização do desempenho dos pavimentos. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar as etapas principais de projeto, produção e do processo executivo de estruturas de pavimentos submetidas à aplicação das cargas de tráfego em escala real; e o uso e manuseio dos materiais que constituem borracha-agregado, de maneira a obter benefícios e o incremento da durabilidade e redução da manutenção. Para tal foi construída uma pista experimental com revestimentos constituídos por um trecho em concreto asfáltico convencional e outro trecho com incorporação de borracha reciclada de pneus. Para a análise do comportamento, as misturas asfálticas foram caracterizadas segundos ensaios tradicionais, avaliando as diversas variáveis de projetos tais como: granulometria da borracha e do agregado, teor de ligante, tempo de digestão da borracha e percentual de borracha. Para caracterização e verificação de desempenho, realizaram-se os ensaios da Metodologia Marshall, ensaios de resistência à tração, módulo de resiliência à compressão diâmetral, fadiga à tensão controlada e deformação permanente (creep dinâmico). Ficou evidente a viabilidade técnica para execução de revestimentos com a utilização de borracha reciclada de pneus adicionada ao concreto asfáltico com o emprego do processo Via Seca, verificando durante a execução aspectos relevantes tais como: dosagem do silo com borracha; homogeneidade da massa; controle de temperatura; utilização e aplicabilidade das técnicas e equipamentos tradicionais para execução do concreto asfáltico, com a finalidade de prolongar a vida útil dos pavimentos e reduzir seu custo de manutenção.

Comportamento magnético de compósitos de matriz polimérica com adição de ferritas

Polymer matrix composites offer advantages for many applications due their combination of properties, which includes low density, high specific strength and modulus of elasticity and corrosion resistance. However, the application of non-destructive techniques using magnetic sensors for the evaluation these materials is not possible since the materials are non-magnetizable. Ferrites are materials with excellent magnetic properties, chemical stability and corrosion resistance. Due to these properties, these materials are promising for the development of polymer composites with magnetic properties. In this work, glass fiber / epoxy circular plates were produced with 10 wt% of cobalt or barium ferrite particles. The cobalt ferrite was synthesized by the Pechini method. The commercial barium ferrite was subjected to a milling process to study the effect of particle size on the magnetic properties of the material. The characterization of the ferrites was carried out by x-ray diffraction (XRD), field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) and vibrating sample magnetometry (VSM). Circular notches of 1, 5 and 10 mm diameter were introduced in the composite plates using a drill bit for the non-destructive evaluation by the technique of magnetic flux leakage (MFL). The results indicated that the magnetic signals measured in plates with barium ferrite without milling and cobalt ferrite showed good correlation with the presence of notches. The milling process for 12 h and 20 h did not contribute to improve the identification of smaller size notches (1 mm). However, the smaller particle size produced smoother magnetic curves, with fewer discontinuities and improved signal-to-noise ratio. In summary, the results suggest that the proposed approach has great potential for the detection of damage in polymer composites structures

Efeito da adição do poli(etileno acrilato de metila) (ema) e da fibra de linter de algodão nas propriedades do poli(tereftalato de etileno) reciclado (petrec)

The development of new materials to fill the demand of technological advances is a challenge for many researchers around the world. Strategies such as making blends and composites are promising alternatives to produce materials with different properties from those found in conventional polymers. The objective of this study is to evaluate the effect of adding the copolymer poly(ethylene methyl acrylate) (EMA) and cotton linter fibers (LB) on the properties of recycled poly(ethylene terephthalate) (PETrec) by the development of PETrec/EMA blend and PETrec/EMA/LB blend composite. In order to improve the properties of these materials were added as compatibilizers: Ethylene - methyl acrylate - glycidyl methacrylate terpolymer (EMA-GMA) and maleic anhydride grafted polyethylene (PE-g-MA). The samples were produced using a single screw extruder and then injection molded. The obtained materials were characterized by thermogravimetry (TG), melt flow index (MFI) mensurements, torque rheometry, pycnometry to determinate the density, tensile testing and scanning electron microscopy (SEM). The rheological results showed that the addition of the EMA copolymer increased the viscosity of the blend and LB reduces the viscosity of the blend composite. SEM analysis of the binary blend showed poor interfacial adhesion between the PETrec matrix and the EMA dispersed phase, as well as the blend composite of PETrec/EMA/LB also observed low adhesion with the LB fiber. The tensile tests showed that the increase of EMA percentage decreased the tensile strength and the Young s modulus, also lower EMA percentage samples had increased the elongation at break. The blend composite showed an increase in the tensile strength and in the Young`s modulus, and a decrease in the elongation at break. The blend formulations with lower EMA percentages showed better mechanical properties that agree with the particle size analysis which showed that these formulations presented a smaller diameter of the dispersed phase. The blend composite mechanical tests showed that this material is stronger and stiffer than the blend PETrec/EMA, whose properties have been reduced due to the presence of EMA rubbery phase. The use of EMA-GMA was effective in reducing the particle size of the EMA dispersed phase in the PETrec/EMA blend and PE-g-MA showed evidences of reaction with LB and physical mixture with the EMA

Controle de plantas daninhas através da palha de cana-de-açúcar associada à mistura dos herbicidas trifloxysulfuron sodium + ametrina

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da palha de cana-de-açúcar resultante da colheita sem queima e da mistura comercial dos herbicidas trifloxysulfuron sodium + ametrina, na emergência e no acúmulo de biomassa seca de nove espécies de plantas daninhas. Os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial 3 x 3, sendo três quantidades de palha resultantes da colheita da cana-de-açúcar sem queima (0, 10 e 15 t ha-1), e três doses da mistura formulada dos herbicidas trifloxysulfuron sodium + ametrina (0, 1,75 e 2,00 kg ha-1), aplicados em condições de pós-emergência das plantas daninhas. As densidades das plantas daninhas foram avaliadas aos 15, 60 e 90 dias após a aplicação (DAA) da mistura dos herbicidas, e a biomassa seca das plantas daninhas, aos 90 DAA. A presença de palha sobre o solo suprimiu as densidades das populações de Brachiaria plantaginea, Digitaria horizontalis, Panicum maximum, Sida glaziovii e Amaranthus hybridus a níveis de infestação considerados satisfatórios de controle. A palhada também reduziu as populações de Senna obtusifolia, Ipomoea hederifolia, I. grandifolia e I. nil, porém em níveis insatisfatórios de controle. A mistura de herbicidas nas doses estudadas controlou todas as espécies de plantas daninhas avaliadas. Na presença da palha, o controle das plantas de S. obtusifolia, I. nil, I. hederifolia e I. grandifolia somente foi satisfatório quando foi aplicada a mistura de herbicidas. Para o controle de P. maximum, houve vantagem na integração dos dois métodos de controle, em relação à aplicação isolada da menor quantidade de palha estudada ou à aplicação da mistura de herbicidas.

Aplicação de óleo fúsel isolado e em mistura com glifosato na pós-emergência tardia de plantas daninhas

Este trabalho foi realizado no Centro de Cana IAC, Ribeirão Preto, com o objetivo de avaliar a eficácia do óleo fúsel isolado e em mistura com glifosato, aplicado na pós-emergência tardia de plantas daninhas de uma comunidade natural. O delineamento experimental foi em blocos casualizados (DBC), com 13 tratamentos em quatro repetições, sendo 52 parcelas de 3 x 3 m cada. A aplicação dos tratamentos foi realizada em 22/3/2006, com equipamento costal pressurizado munido de barra com quatro pontas de pulverização Teejet 110.02 TT, regulado para volume de calda de 212 L ha-1. Avaliaram-se a porcentagem de controle aos 14, 21, 28, 35 e 42 dias após a aplicação do tratamento (DAA) e a massa seca, aos 42 DAA. Para a maioria dos tratamentos somente não houve 100% de controle devido à presença de plantas daninhas dos gêneros Commelina e Cyperus spp., que, mesmo com partes amareladas, foram mais tolerantes à aplicação dos produtos. O controle obtido com óleo fúsel aplicado isoladamente não ultrapassou 20%, aos 42 DAA.

Manejo químico de plantas adultas de Digitaria insularis com glyphosate isolado e em mistura com chlorimuronethyl ou quizalofop-p-tefuril em área de plantio direto

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia do herbicida glyphosate, isolado e em mistura com chlorimuron-ethyl ou quizalofop-p-tefuril, e o efeito da adição de óleo mineral à calda de glyphosate e chlorimuron-ethy no controle de plantas adultas de Digitaria insularis, em área sob sistema de plantio direto. Foram desenvolvidos dois experimentos, em condições de campo, um de novembro de 2005 a fevereiro de 2006 e outro de novembro de 2006 a janeiro de 2007, em Jaboticabal (SP). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial, com quatro repetições. No primeiro experimento, foram avaliadas oito combinações (Fator A) entre o glyphosate (0,72; 1,44; 2,16 e 2,88 kg ha-1) e o chlorimuron-ethyl (0 e 10 g ha-1), três doses (Fator B) de óleo mineral (0; 0,5 e 1,0 L ha-1) e uma testemunha mantida infestada sem a aplicação de herbicida. No segundo, foram estudadas seis associações (Fator A) entre o glyphosate (1,44; 2,16 e 2,88 kg ha-1) e o quizalofop-p-tefuril (0 e 120 g ha-1) e um tratamento de quizalofop-p-tefuril (120 g ha-1) isolado, combinados com aplicações sequenciais (Fator B) de glyphosate (0; 0,72 e 1,44 kg ha-1), pulverizado 15 dias após a primeira a aplicação, além de uma testemunha infestada sem a aplicação de herbicida. Nas avaliações iniciais, no experimento de 2005/ 2006, em plantas pulverizadas com as maiores doses de glyphosate, isolado ou em mistura ao chlorimuron, havia injúrias visuais severas, com classificação do controle de bom (71% a 80%) a muito bom (81% a 90%). Com o decorrer do tempo, as plantas rebrotaram revelando seu potencial de recuperação e a ineficácia dos herbicidas no controle definitivo desta espécie. A adição de óleo mineral à calda de glyphosate e chlorimuron não contribuiu para o controle de D. insularis. No outro experimento, o quizalofop isolado e a sua associação ao glyphosate, combinados à aplicação sequencial de 1,44 kg ha-1 de glyphosate, resultaram em melhor controle da planta daninha.

Influência da chuva na eficácia do glyphosate em mistura com adjuvantes na dessecação de plantas daninhas

Com o objetivo de estudar a influência do momento da chuva após a aplicação do herbicida glyphosate isolado e em mistura com adjuvantes na dessecação de plantas daninhas, foram instalados dois experimentos na Fazenda Experimental de Ensino e Pesquisa da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, UNESP - campus de Jaboticabal-SP, em duas épocas: inverno de 2000 (junho - agosto) e verão de 2001 (janeiro-março). Os experimentos foram instalados no delineamento experimental de blocos ao acaso, em arranjo fatorial 4 (tratamentos herbicidas) x 5 (períodos livres de chuva simulada) + 1, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram da combinação de glyphosate SAqC (360 g e.a. ha-1) isolado ou adicionado de uréia (50 g L-1 de calda) ou óleo vegetal (100 ml L-1 de calda) ou sulfato de amônio (100 g L-1 de calda), com cinco períodos de chuva simulada (1, 2, 4, 6 e > 48 horas após a aplicação), além de uma testemunha. A chuva foi simulada com um sistema de irrigação por aspersão, e a quantidade aplicada variou entre 18 e 19 mm. em ambas as épocas a chuva foi prejudicial à ação do glyphosate, principalmente nos menores períodos livres de chuva após a aplicação. Os sintomas de fitointoxicação apareceram mais rapidamente no verão. A utilização de adjuvantes na calda de pulverização não beneficiou o desempenho do herbicida glyphosate no controle das plantas daninhas, no inverno. A adição de uréia (50 g L¹) é uma boa alternativa para o controle de plantas daninhas, no verão, em situações sujeitas à chuva até duas horas após a aplicação.

Avaliação da eficiência da mistura pronta de glyphosate + 2,4-D no controle da Commelina virginica L. em citros

Um dos herbicidas mais utilizados para o controle de plantas daninhas em pós-emergência nos pomares cítricos paulistas é o glyphosate. No entanto, este herbicida aplicado isoladamente e nas doses recomendadas, tem proporcionado seleção da planta daninha trapoeraba (Commelina virginica L.), devido à grande tolerância da mesma, somada à eficiente eliminação das demais espécies da comunidade infestante. em vista disso, e pela falta de opções , faz-se necessária a pesquisa de outros herbicidas ou misturas de herbicidas que sejam eficientes no controle da trapoeraba, de baixa toxicidade para os aplicadores, sistêmicos, e que sejam seletivos às plantas cítricas. O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar a eficiência da mistura pronta dos herbicidas glyphosate + 2,4-D amina no controle da trapoeraba em citros [Citrus sinensis (L.) Osbeck], em comparação com estes mesmos herbicidas aplicados isoladamente, bem como os possíveis efeitos fitotóxicos da mesma à cultura. O experimento foi instalado na região de Catanduva-SP, em um pomar de laranja Pera clone Rio, enxertada sobre limão Cravo, com dez anos de idade, plantado em um espaçamento de 8,0 x 6,5 m. A aplicação dos herbicidas foi realizada em 20 de fevereiro de 1991, de forma dirigida, em pós-emergência tardia da trapoeraba, quando a mesma já florescia e tinha altura variável entre 15 e 60 cm. A análise e interpretação dos resultados obtidos mostraram que a mistura pronta de glyphosate + 2,4-D apresenta um controle superior da trapoeraba em relação aos produtos aplicados isoladamente, não havendo diferenças significativas no controle para doses superiores a 0,60 + 0,80 kg i.a./ha. Os dados obtidos reforçam a teoria de sinergismo entre os dois produtos. em nenhum dos tratamentos foi verificado sintomas visuais de intoxicação nas laranjeiras.

Influência da palha e da simulação de chuva sobre a eficácia da mistura formulada clomazone + hexazinone no controle de plantas daninhas em área de cana-crua

O experimento teve o objetivo de avaliar os efeitos da cobertura de palha e da simulação de chuva sobre a eficácia da mistura formulada clomazone + hexazinone no controle de plantas daninhas em área de cana-crua. Foi avaliado o controle de Brachiaria decumbens, Ipomoea grandifolia, Ipomoea hederifolia e Euphorbia heterophylla. A dose do herbicida utilizada foi de 2,2 kg ha-1 de produto comercial, correspondendo a 880 e 220 g ha-1 dos ingredientes ativos clomazone e hexazinone, respectivamente. Os tratamentos utilizados foram: T1) semeadura + palha 5 t ha-1 + aplicação + chuva de 30 mm (1DAA); T2) semeadura + chuva de 30 mm + palha 5 t ha-1 + aplicação; T3) semeadura + aplicação + palha 5 t ha-1 ; T4) semeadura + palha 5 t ha-1 + chuva de 30 mm + aplicação (12h após); T5) semeadura + palha 5 t ha-1 + aplicação + chuva de 2,5 mm (logo após); T6) semeadura + aplicação + chuva de 30 mm; T7) testemunha sem palha; e T8) testemunha com 5 t ha-1 de palha, totalizando oito tratamentos com quatro repetições, dispostos no delineamento experimental de blocos casualizados. Foram feitas avaliações visuais de controle aos 6, 13, 21, 27 e 35 dias após a aplicação (DAA). Para controle de B. decumbens, os melhores tratamentos foram aqueles nos quais o herbicida foi aplicado diretamente no solo, recebendo ou não uma camada de palha sobre o solo após a aplicação do herbicida, e quando foi aplicado sobre a camada de palha, recebendo uma chuva após a aplicação. Para a espécie E. heterophylla, os resultados foram bastante satisfatórios, proporcionando médias acima de 98% de controle, quando ocorreram precipitações posteriores à aplicação do herbicida. de modo geral, os tratamentos com a aplicação do herbicida, na ausência ou presença de palha, e posterior chuva apresentaram controle total da espécie I. hederifolia aos 35 DAA. Todos os tratamentos mostraram excelente controle para a espécie I. grandifolia.

Efeito do hexazinone isolado e em mistura na eficiência fotossintética de Panicum maximum

Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a velocidade e intensidade de ação do hexazinone isolado e em mistura com outros inibidores do fotossistema II, através da eficiência fotossintética de Panicum maximum em pós-emergência. O ensaio foi constituído de seis tratamentos: hexazinone (250 g ha-1), tebuthiuron (1,0 kg ha-1), hexazinone + tebuthiuron (125 g ha-1 + 0,5 kg ha-1), diuron (2.400 g ha-1), hexazinone + diuron (125 + 1.200 g ha-1), metribuzin (1.440 g ha-1), hexazinone + metribuzin (125 + 720 g ha-1) e uma testemunha. O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Após a aplicação dos tratamentos, as plantas foram transportadas para casa de vegetação sob condições controladas de temperatura e umidade, onde ficaram durante o período experimental, sendo realizadas as seguintes avaliações: taxa de transporte de elétrons e análise visual de intoxicação. A avaliação com o fluorômetro foi realizada nos intervalos de 1, 2, 6, 24, 48, 72, 120 e 168 horas após a aplicação, e as avaliações visuais, aos três e sete dias após a aplicação. Os resultados demonstraram diferença nos tratamentos, enfatizando a aplicação do diuron, que reduziu lentamente o transporte de elétrons comparado com os outros herbicidas e, em mistura com hexazinone, apresentou efeito sinérgico. Verificou-se com o uso do fluorômetro a intoxicação antecipada em plantas de P. maximum após a aplicação de herbicidas inibidores do fotossistema II de forma isolada e em mistura.