High Carbon Ferro-Chromium by Self-Reducing Process

This paper discusses the effects of temperature, addition of ferro-silicon and fluxing agents for the production of high carbon ferro-chromium by self-reducing process. The use of self-reducing agglomerates for ferro-alloys production is becoming an emerging processing technology due to lowering the electric energy consumption and improving the metal recovery in comparison with traditional ones. The self-reducing pellets were composed by chromite, petroleum coke, cement and small (0.1% - 2%) addition of ferro-silicon. The slag composition was adjusted by addition of fluxing agents. The reduction of pellets was carried out at 1773K (1500 degrees C), 1823K (1550 degrees C) and 1873K (1600 degrees C) by using induction furnace. The products obtained, containing slag and metallic phases, were analyzed by scanning electron microscopy and chemical analyses (XEDS). By increasing temperature from 1773K to 1823K large effect on the reduction time was observed. It decreased from 30 minutes to 10 minutes, for reaching around 0.98 reduction fraction. No significant effect on reduction time was observed when the reduction temperature was increased from 1823K to 1873K. At 1773K, the addition of 2% of ferro-silicon in the pellet resulted in an increasing reaction rate of around 6 times, in comparison with agglomerate without this addition. The addition of fluxing agents (silica and hydrated lime) has effect on reduction time (inverse relationship) and the pellets become less porous after reduction.

Determination of pore size distributions by regularization and finite element collocation

The problem of extracting pore size distributions from characterization data is solved here with particular reference to adsorption. The technique developed is based on a finite element collocation discretization of the adsorption integral, with fitting of the isotherm data by least squares using regularization. A rapid and simple technique for ensuring non-negativity of the solutions is also developed which modifies the original solution having some negativity. The technique yields stable and converged solutions, and is implemented in a package RIDFEC. The package is demonstrated to be robust, yielding results which are less sensitive to experimental error than conventional methods, with fitting errors matching the known data error. It is shown that the choice of relative or absolute error norm in the least-squares analysis is best based on the kind of error in the data. (C) 1998 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Quantum chaos in the atomic gravitational cavity

We report quantum chaos phenomena in the atomic gravitational cavity. We consider the reflection of cold atoms from a temporally modulated evanescent wave. In the globally chaotic regime, for small modulation, the squared energy distribution as a function of time demonstrates dynamical localization. However, for larger modulation delocalization occurs.

In vivo DNA electrotransfer

The use of electrotransfer for DNA delivery to prokaryotic cells, and eukaryotic cells in vitro, has been well known and widely used for many years. However, it is only recently that electric fields have been used to enhance DNA transfer to animal cells in vivo, and this is known as DNA electrotransfer or in vivo DNA electroporation. Some of the advantages of this method of somatic cell gene transfer are that it is a simple method that can be used to transfer almost any DNA construct to animal cells and tissues in vivo; multiple constructs can be co-transfected; it is equally applicable to dividing and nondividing cells; the DNA of interest does not need to be subeloned into a specific viral transfer vector and there is no need for the production of high titre viral stocks; and, as no viral genes are expressed there is less chance of an adverse immunologic reaction to vector sequences. The ease with which efficient in vivo gene transfer can be achieved with in vivo DNA electrotransfer is now allowing genetic analysis to be applied to a number of classic animal model systems where transgenic and embryonic stem cell techniques are not well developed, but for which a wealth of detailed descriptive embryological information is available, or surgical manipulation is much more feasible. As well as exciting applications in developmental biology, in vivo DNA electrotransfer is also being used to transfer genes to skeletal muscle and drive expression of therapeutically active proteins, and to examine exogenous gene and protein function in normal adult cells situated within the complex environment of a tissue and organ system in vivo. Thus, in effect providing the in vivo equivalent of the in vitro transient transfection assay. As the widespread use of in vivo electroporation has really only just begun, it is likely that the future will hold many more applications for this technology in basic research, biotechnology and clinical research areas.

Applying discrete element modelling to vertical and horizontal shaft impact crushers

The PFC3D (particle flow code) that models the movement and interaction of particles by the DEM techniques was employed to simulate the particle movement and to calculate the velocity and energy distribution of collision in two types of impact crusher: the Canica vertical shaft crusher and the BJD horizontal shaft swing hammer mill. The distribution of collision energies was then converted into a product size distribution for a particular ore type using JKMRC impact breakage test data. Experimental data of the Canica VSI crusher treating quarry and the BJD hammer mill treating coal were used to verify the DEM simulation results. Upon the DEM procedures being validated, a detailed simulation study was conducted to investigate the effects of the machine design and operational conditions on velocity and energy distributions of collision inside the milling chamber and on the particle breakage behaviour. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Suporte de identifica????o e enfrentamento de situa????es-problema (Siesp)

Desenvolve e aplica o Suporte de Identifica????o e Enfrentamento de Situa????es Problema (Siesp). Sob o ponto de vista descritivo, esse recurso busca ampliar e explicitar informa????es sobre situa????es problema existentes nas organiza????es, mas que n??o s??o facilmente percebidas. Sob o ponto de vista prescritivo, esse Suporte baseado na Metodologia de Sistemas Flex??veis (MSF) busca ampliar e explicitar conhecimentos a serem aproveitados para converter decis??es bem informadas em a????es oportunas de confronto da situa????o antes enquadrada como problem??tica, porque ela causa ou tem potencial para causar consequ??ncias indesej??veis. O contexto focalizado ?? o sistema de informa????o da Ag??ncia Nacional de Energia El??trica (ANEEL). O resultado desse trabalho ?? relatado neste artigo. Novos trabalhos poder??o ser realizados com o prop??sito de aplicar o SIESP em outras realidades organizacionais, com vistas a consolid??-lo como recurso ??til destinado a ampliar, explicitar e aproveitar conhecimentos.

Aplicação de ferramentas de simulação de processos

Este trabalho foi efectuado com o propósito de interpretar, compreender e explicar algumas ferramentas de simulação de processos, em particular o Aspen Energy Analyzer (AEA), o Aspen Economic Evaluation (AEE) e o seu funcionamento integrado com o Aspen Hysys(AH). O AH é uma ferramenta de modelação de processos para a concepção de projectos de engenharia química, o AEA é uma ferramenta de modelação de redes de integração energética. O AEE integrado no AH é uma ferramenta que permite incorporar estudos económicos numa fase preliminar do desenvolvimento de um projecto de engenharia. A abordagem a este trabalho foi efectuada através do estudo de Casos. O Caso I foi baseado na resolução de um problema no AEA através da construção e optimização de uma rede de permutadores de calor. Os Casos II e III foram baseados na construção de um flowsheet de produção de Benzeno e de Cloreto de Vinil, respectivamente, e cada Caso foi dividido em dois cenários diferentes. Para o efeito foram utilizados os softwares AEA para a integração energética dos processos, o AH para construção do fluxograma do processo e o AEE para os estudos económicos dos diferentes cenários. Finalmente, os Casos IV e V dizem respeito à resolução de um problema de integração energética. O Caso IV foi baseado num problema de optimização da rede de permutadores através do aumento da sua área. Já o Caso V foi baseado na informação inicial das correntes do caso anterior e em dois cenários diferentes, nos quais foi estudada a influência dos preços das utilidades na construção da rede de permutadores. A conclusão foi que as ferramentas de modelação, particularmente o AH, o AEA e o AEE são uma mais-valia extraordinária para ajudar o utilizador na tomada de decisões em fases bastante preliminares da engenharia de processos.

Simulação interactiva do mercado de energia eléctrica

A área de comercialização de energia eléctrica conheceu uma profunda mudança após a liberalização do sector eléctrico, que levou à criação de algumas entidades, as quais gerem os mercados de electricidade europeus. Relativamente a Portugal e Espanha, durante esse processo de liberalização, deu-se também um acordo que os levou à criação de um mercado conjunto, um mercado Ibérico (MIBEL). Dentro deste mercado estão contemplados dois operadores, sendo que um deles representa o pólo Português (OMIP) e o outro representa o pólo Espanhol (OMEL). O OMIP contempla os mercados a prazo, ou futuros, normalmente apresenta contratos de energia comercializada com durabilidade de semanas, meses, trimestres, semestres ou mesmo anos. Diariamente estes contratos poderão vencer no OMEL, que engloba os mercados, diário e intradiário. Este, ao contrário do OMIP negoceia para o dia seguinte (mercado diário) ou para uma determinada altura do dia (mercado intra diário). O mercado diário será o exemplo usado para a criação do simulador interactivo do mercado de energia eléctrica. Este será composto por diversos utilizadores (jogadores), que através de uma plataforma HTML irão investir em centrais de energia eléctrica, negociar licitações e analisar o funcionamento e resultados deste mercado. Este jogo subdividir-se-á então em 3 fases: 1. Fase de investimento; 2. Fase de venda (licitações); 3. Fase de mercado. Na fase do investimento, o jogador terá a possibilidade de adquirir unidades de geração de energia eléctrica de seis tipos de tecnologia: 1. Central a Carvão; 2. Central de Ciclo Combinado; 3. Central Hídrica; 4. Central Eólica; 5. Central Solar; 6. Central Nuclear. Com o decorrer das jogadas o jogador poderá aumentar a sua capacidade de investimento, com a venda de energia, sendo o vencedor aquele que mais saldo tiver no fim do número de jogadas previamente definidos, ou aquele que mais depressa atingir o saldo definido como limite pelo administrador do jogo. A nível pedagógico este simulador é muito interessante pois para além de o utilizador ficar a conhecer as tecnologias em causa e as vantagens e desvantagens das centrais de energia renovável e das centrais a combustíveis fósseis, este ganha igualmente uma sensibilidade para questões de nível ambiental, tais como o aumento dos gases de estufa e o degelo resultante do aquecimento global provocado por esses gases. Para além do conhecimento adquirido na parte de energia eléctrica este jogo dará a conhecer ao utilizador o funcionamento do mercado da energia eléctrica, bem como as tácticas que este poderá usar a seu favor neste tipo de mercado.

RFID together with multi-agent systems to control global value chains

Nowadays, the cooperative intelligent transport systems are part of a largest system. Transportations are modal operations integrated in logistics and, logistics is the main process of the supply chain management. The supply chain strategic management as a simultaneous local and global value chain is a collaborative/cooperative organization of stakeholders, many times in co-opetition, to perform a service to the customers respecting the time, place, price and quality levels. The transportation, like other logistics operations must add value, which is achieved in this case through compression lead times and order fulfillments. The complex supplier's network and the distribution channels must be efficient and the integral visibility (monitoring and tracing) of supply chain is a significant source of competitive advantage. Nowadays, the competition is not discussed between companies but among supply chains. This paper aims to evidence the current and emerging manufacturing and logistics system challenges as a new field of opportunities for the automation and control systems research community. Furthermore, the paper forecasts the use of radio frequency identification (RFID) technologies integrated into an information and communication technologies (ICT) framework based on distributed artificial intelligence (DAI) supported by a multi-agent system (MAS), as the most value advantage of supply chain management (SCM) in a cooperative intelligent logistics systems. Logistical platforms (production or distribution) as nodes of added value of supplying and distribution networks are proposed as critical points of the visibility of the inventory, where these technological needs are more evident.

A simulation tool for demand response programs implementation

The design and development of simulation models and tools for Demand Response (DR) programs are becoming more and more important for adequately taking the maximum advantages of DR programs use. Moreover, a more active consumers’ participation in DR programs can help improving the system reliability and decrease or defer the required investments. DemSi, a DR simulator, designed and implemented by the authors of this paper, allows studying DR actions and schemes in distribution networks. It undertakes the technical validation of the solution using realistic network simulation based on PSCAD. DemSi considers the players involved in DR actions, and the results can be analyzed from each specific player point of view.

Data mining techniques to support the classification of MV electricity customers

This paper describes a methodology that was developed for the classification of Medium Voltage (MV) electricity customers. Starting from a sample of data bases, resulting from a monitoring campaign, Data Mining (DM) techniques are used in order to discover a set of a MV consumer typical load profile and, therefore, to extract knowledge regarding to the electric energy consumption patterns. In first stage, it was applied several hierarchical clustering algorithms and compared the clustering performance among them using adequacy measures. In second stage, a classification model was developed in order to allow classifying new consumers in one of the obtained clusters that had resulted from the previously process. Finally, the interpretation of the discovered knowledge are presented and discussed.

Demsi - a demand response simulator in the context of intensive use of distributed generation

Demand response can play a very relevant role in future power systems in which distributed generation can help to assure service continuity in some fault situations. This paper deals with the demand response concept and discusses its use in the context of competitive electricity markets and intensive use of distributed generation. The paper presents DemSi, a demand response simulator that allows studying demand response actions and schemes using a realistic network simulation based on PSCAD. Demand response opportunities are used in an optimized way considering flexible contracts between consumers and suppliers. A case study evidences the advantages of using flexible contracts and optimizing the available generation when there is a lack of supply.

Modelação e simulação de sistemas fotovoltaicos

Os sistemas fotovoltaicos produzem energia eléctrica limpa, e inesgotável na nossa escala temporal. A Agência Internacional de Energia encara a tecnologia fotovoltaica como uma das mais promissoras, esperando nas suas previsões mais optimistas, que em 2050 possa representar 20% da produção eléctrica mundial, o equivalente a 18000 TWh. No entanto, e apesar do desenvolvimento notável nas últimas décadas, a principal condicionante a uma maior proliferação destes sistemas é o ainda elevado custo, aliado ao seu fraco desempenho global. Apesar do custo e ineficiência dos módulos fotovoltaicos ter vindo a diminuir, o rendimento dos sistemas contínua dependente de factores externos sujeitos a grande variabilidade, como a temperatura e a irradiância, e às limitações tecnológicas e falta de sinergia dos seus equipamentos constituintes. Neste sentido procurou-se como objectivo na elaboração desta dissertação, avaliar o potencial de optimização dos sistemas fotovoltaicos recorrendo a técnicas de modelação e simulação. Para o efeito, em primeiro lugar foram identificados os principais factores que condicionam o desempenho destes sistemas. Em segundo lugar, e como caso prático de estudo, procedeu-se à modelação de algumas configurações de sistemas fotovoltaicos, e respectivos componentes em ambiente MatlabTM/SimulinkTM. Em seguida procedeu-se à análise das principais vantagens e desvantagens da utilização de diversas ferramentas de modelação na optimização destes sistemas, assim como da incorporação de técnicas de inteligência artificial para responder aos novos desafios que esta tecnologia enfrentará no futuro. Através deste estudo, conclui-se que a modelação é não só um instrumento útil para a optimização dos actuais sistemas PV, como será, certamente uma ferramenta imprescindível para responder aos desafios das novas aplicações desta tecnologia. Neste último ponto as técnicas de modelação com recurso a inteligência artificial (IA) terão seguramente um papel preponderante. O caso prático de modelação realizado permitiu concluir que esta é igualmente uma ferramenta útil no apoio ao ensino e investigação. Contudo, convém não esquecer que um modelo é apenas uma aproximação à realidade, devendo recorrer-se sempre ao sentido crítico na interpretação dos seus resultados.

Avaliação energética de uma escola

Mestrado em Engenharia Química

Planeamento do consumo de energia eléctrica

O objectivo deste trabalho é optimizar o planeamento de produção tendo como meta a redução do custo total da energia eléctrica consumida. Este trabalho está dividido em 3 etapas distintas: na 1ª etapa foi feito um levantamento do problema, das restrições do mesmo e da escolha do modelo para a sua resolução. Na etapa seguinte, fez-se a escolha da ferramenta a usar, que foi o Xpress, e fez-se a implementação do problema nessa mesma ferramenta. E por fim, na 3ª etapa, foi feita a validação do modelo e análise das soluções obtidas com comparações com que o era feito antes. Recorrendo a programação inteira foi desenvolvido um modelo de optimização para atingir o objectivo em causa e consequentemente foi escrito o código que reflectisse o modelo matemático. Todos os passos necessários à sua implementação foram concluídos e validados com comparação com o que antes se fazia, notando-se assim melhorias ao nível de eficiência energética na ordem dos 8%, mas também uma melhoria no aproveitamento de recursos humanos e tempo que eram despendidos para desenvolver planos de produção de forma manual. Essa melhoria temporal que se compreende entre quatro a seis horas semanais pode ser aplicada noutras actividades da empresa com maior valor acrescentado.