Análise do escoamento de HFC-134a em tubos capilares usando o modelo de dois fluidos

This work presents a numerical model to simulate refrigerant flow through capillary tubes, commonly used as expansion devices in refrigeration systems. The capillary tube is considered straight and horizontal. The flow is taken as one-dimensional and adiabatic. Steady state and thermodynamic equilibrium conditions are assumed. The two-fluid model, involving four conservation equations and considering the hidrodynamic nonequilibrium between the liquid and vapor phases is applied to the flow region. The pressure profiles and the mass flow rates given by the model are compared with experimental data.

Effect of atmosphere and dopants on sintering of SnO2

Tin oxide is an n-type semiconductor material with a high covalent behavior. Mass transport in this oxide depends on the surface state promoted by atmosphere or by the solid solution of a non-isovalent oxide doping The sintering and grain growth of this type of oxide powder is then controlled by atmosphere and by extrinsic oxygen vacancy formation. For pure SnO2 powder the surface state depends only on the interaction of atmosphere molecules with the SnO2 surface. Inert atmosphere like argon or helium promotes oxygen vacancy formation at the surface due to reduction of SnO2 to SnO at the surface and liberation of oxygen molecules forming oxygen vacancies. As consequence surface diffusion is enhanced leading to grain coarsening but no densification. Oxygen atmosphere inhibits the SnO2 reduction decreasing the surface oxygen vacancy concentration. Addition of dopants with lower valence at sintering temperature creates extrinsic charged oxygen vacancies that promote mass transport at grain boundary leading to densification and grain growth of this polycrystalline oxide.

Analytical/numerical hybrid solution for one-dimensional ablation problem

Ablation is a thermal protection process with several applications in engineering, mainly in the field of airspace industry. The use of conventional materials must be quite restricted, because they would suffer catastrophic flaws due to thermal degradation of their structures. However, the same materials can be quite suitable once being protected by well-known ablative materials. The process that involves the ablative phenomena is complex, could involve the whole or partial loss of material that is sacrificed for absorption of energy. The analysis of the ablative process in a blunt body with revolution geometry will be made on the stagnation point area that can be simplified as a one-dimensional plane plate problem, hi this work the Generalized Integral Transform Technique (GITT) is employed for the solution of the non-linear system of coupled partial differential equations that model the phenomena. The solution of the problem is obtained by transforming the non-linear partial differential equation system to a system of coupled first order ordinary differential equations and then solving it by using well-established numerical routines. The results of interest such as the temperature field, the depth and the rate of removal of the ablative material are presented and compared with those ones available in the open literature.

An evaporative and desiccant cooling system for air conditioning in humid climates

Evaporative cooling operates using water and air as working fluids. It consists in water evaporation, through the passage of an airflow, thus decreasing the air temperature. This system has a great potential to provide thermal comfort in places where air humidity is low, being, however, less efficient where air humidity is high. A way to solve this problem is to use dehumidifiers to pre-conditioning the process air. This paper presents a system that can be used in humid climates coupling desiccant dehumidification equipment to evaporative coolers. The paper shows, initially, the main characteristics of the evaporative cooling and of the adsorption dehumidification systems. Later on the coupled systems, in which occurs a dehumidification by adsorption in a counter flow rotary heat exchanger following the evaporate cooling of the air in evaporative coolers, are analyzed. The thermodynamic equations of state are also presented. Following, this paper analyzes some operation parameters such as: reactivation temperature, R/P relationship (reactivation air flow/ process air flow) and the thermodynamic conditions of the entering air flow. The paper shows the conditions for the best operation point, with regard to thermal comfort conditions and to the energy used in the process. In addition this paper presents an application of the system in different climate characteristics of several tropical and equatorial cities. Copyright © 2005 by ABCM.

Reactores aeróbios de lecho fluidizado trifásico con circulación interna: Caracterización hidrodinámica y del soporte

Aerobic internal-loop reactors use active biomass attached in a supporting media (biofilm) with the advantage of retaining a big biomass concentration in a small physical space, removing carbonaceous matter and nitrogen in only one reactor. Liquid circulation occurs due to hydrostatic pressure difference produced by air injection in the riser. In biphasic conditions liquid circulation velocities, gas holdup and oxygen transfer coefficient in four different reactor configurations were studied. For the three-phase conditions, the same parameters in just one of those configurations were evaluated. Also, there were three granular supporting media characterized. On the other hand, the relationship between internal and external tube areas and supporting media concentrations influence the liquid velocity, gas holdup and oxygen mass transfer values and some important supporting media characteristics were observed and compared.

The aster mission: Exploring for the first time a triple system asteroid

2001 SN263 is a triple system asteroid. Although it was discovery in 2001, in 2008 astronomical observation carried out by Arecibo observatory revealed that it is actually a system with three bodies orbiting each other. The main central body is an irregular object with a diameter about 2.8 km, while the other two are small objects with less than 1 km across. This system presents an orbital eccentricity of 0.47, with perihelion of 1.04 and aphelion of 1.99, which means that it can be considered as a Near Earth Object. This interesting system was chosen as the target for the Aster mission - first Brazilian space exploration undertaking. A small spacecraft with 150 kg of total mass, 30 kg of payload with 110 W available for the instruments, is scheduled to be launched in 2015, and in 2018 it will approach and will be put in orbit of the triple system. This spacecraft will use electric propulsion and in its payload it will carry image camera, laser rangefinder, infrared spectrometer, mass spectrometer, and experiments to be performed in its way to the asteroid. This mission represents a great challenge for the Brazilian space program. It is being structured to allow the full engagement of the Brazilian universities and technological companies in all the necessary developments to be carried out. In this paper, we present some aspects of this mission, including the transfer trajectories to be used, and details of buss and payload subsystems that are being developed and will be used. Copyright ©2010 by the International Astronautical Federation. All rights reserved.

Osmotic Dehydration of Pineapple with Impregnation of Sucrose, Calcium, and Ascorbic Acid

Mass transfer was evaluated during osmotic dehydration of pineapple in solutions with until four components aiming to investigate the solutes concentration influence on impregnation. In the first step, the experimental trials for optimization of solution concentration were based on 23 factorial design. In the second step, effective diffusion coefficients were determined. Equations representing the influence of the concentration of sucrose, calcium lactate, and ascorbic acid in osmotic solutions on water loss and gains of sucrose, calcium, and vitamin C were found. Results showed that both calcium lactate and sucrose concentration affected calcium and sucrose gain. On the other hand, only vitamin C gain was significantly affected by the ascorbic acid concentration in the studied concentration range. However, when comparing diffusivities in pineapple immersed in sucrose solutions, with and without calcium lactate, with and without ascorbic acid, it was possible to verify that diffusivities of water, sugar, and calcium increased in presence of ascorbic acid in solution. Calcium in solution diminished the water and sucrose diffusivities. High calcium and vitamin C contents were obtained in 1 h immersion in the solutions studied. © 2013 Springer Science+Business Media New York.

Influência de fontes de N na produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Preparação de aluminas porosas hierarquicamente estruturadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise numérica e experimental na determinação da potência térmica dissipada em componentes eletrônicos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Utilização de Saccharomyces cerevisiae imobilizada em bagaço de cana de açúcar para a biossorção e biodegradação do corante acid black 48

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência da relação entre diâmetros no comportamento hidrodinâmico de reatores aeróbios de leito fluidizado com circulação em tubos concêntricos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica

A extração com fluido supercrítico de materiais líquidos e sólidos despertou o interesse para aplicações industriais nas últimas décadas, mais particularmente sob o conceito de química verde e biorrefinarias, portanto é fundamental que se faça uma modelagem desse processo a fim de otimizar as condições operacionais e simular o processo. O objetivo geral deste trabalho consiste na determinação de parâmetros de transferência de massa do processo de extração supercrítica de matriz sólida, empregando o dióxido de carbono como solvente, a partir de dados cinéticos de extração e na avaliação sistemática de cinco modelos matemáticos para descrever as cinéticas de extração dos óleos da polpa e da casca do buriti, do óleo de açaí de da oleoresina de cúrcuma, medidas no Laboratório de Extração Supercrítica, da Faculdade de Engenharia Química (UFPA), a fim de contribuir para o estudo de ampliação de escala e análise de custo de produção. Foram avaliados os modelos de Tan e Liou, Goto et al. (1993), Martinez et al. (2003), Esquível et al. (1999), e Sovová (1994). A modelagem das cinéticas de extração foi realizada utilizando aplicativos computacionais desenvolvidos e validados neste trabalho a partir de diferentes dados experimentais publicados na literatura. Diante de 40 cinéticas medidas com diferentes equipamentos de extração, configurações de leito, tipos de matérias primas, preparo dos materiais, pressão e temperatura e outros parâmetros de processo (com destaque ao rendimento global e a vazão de solvente), foi construído um panorama dos resultados acerca da capacidade dos modelos de transferência de massa em descrever as mais diferentes curvas globais de extração. De forma geral, os modelos de Goto et al. (1993) e Sovová (1994) apresentaram as melhores previsões aos dados experimentais das matérias primas tratadas neste trabalho com menores valores de quadrado, erros relativo, faixa de erro e desvios padrão e valores de R² próximos da unidade.

Avaliação da influência da natureza da matriz sólida sobre a extração supercrítica de óleos vegetais

A extração de substâncias de substratos sólidos tanto a baixas como a altas pressões envolve pelo menos duas fases, uma sólida e outra fluida. O conteúdo de soluto em cada fase é expresso em termos do volume da fase e/ou do volume do solvente. Então para modelar a transferência de massa interfacial, é necessário um coeficiente de partição. Em geral a forma mais simples para tratar o problema é modelar as fases separadamente. O mecanismo de transferência de massa predominante pode variar de sistema para sistema. Para alguns substratos a maior resistência pode estar na fase sólida e para outros ela está na fase fluida. Como na interface as concentrações referentes a cada fase são representadas por grandezas diferentes, as fases têm de ser modeladas separadamente. No entanto, dependendo do sistema, pode haver um mecanismo de transferência predominando sobre o outro e, muitos efeitos podem ser desprezados para a simplificação do modelo. A utilização de modelos matemáticos mais simples requer uma combinação das variáveis na definição de parâmetros mais abrangentes que possam representar o fenômeno. Neste trabalho as curvas de extração foram ajustadas a um modelo que descreve a transferência de massa interfacial como uma cinética de primeira ordem, tendo a constante da velocidade de extração único parâmetro de ajuste. Propõe-se que este parâmetro de ajuste depende da solubilidade do soluto no solvente supercrítico e das características do substrato solido. Para isto foram feitos experimentos de extração com babaçu, açaí em pó e polpa de pupunha, usando dióxido de carbono supercrítico nas condições de 20, 25 e 30 MPa a uma temperatura de 50 ºC. Os resultados mostraram que os dados experimentais se ajustam bem a um modelo com uma constante característica de cada material, com valores 4,1983 x 10-5 m/kg∙s para o babaçu, 4,2258 x 10-5 m/kg∙s para a pupunha e 3,9115 x 10-5 m/kg∙s para o açaí em pó.

Interação CFD-DEM em fluidização: aplicação para o setor mineral

A fluidização de partículas é amplamente utilizada na indústria, principalmente devido às altas taxas de transferência de calor e massa entre as fases. O acoplamento entre a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD – Computational Fluid Dynamics) e o Método dos Elementos Discretos (DEM – Discrete Element Method) tem se tornado atrativo para a simulação de fluidização, já que nesse caso o movimento das partículas é analisado de forma mais direta do que em outros tipos de abordagens. O grande problema do acoplamento CFD-DEM é a alta exigência computacional para rastrear todas as partículas do sistema, o que leva ao uso de estratégias de redução do tempo de simulação que em caso de utilização incorreta podem comprometer os resultados. O presente trabalho trata da aplicação do acoplamento CFD-DEM na análise de fluidização de alumina, que é um problema importante para o setor mineral. Foram analisados diversos parâmetros capazes de influenciar os resultados e o tempo de simulação como os passos de tempo, os modelos de arrasto, a distribuição granulométrica das partículas, a constante de rigidez, a utilização de partículas representativas com tamanho maior que o das partículas reais, etc. O modelo de força de interação DEM utilizado foi o modelo de mola e amortecedor lineares (LSD – Linear Spring Dashpot). Todas as simulações foram realizadas com o software ANSYS FLUENT 14.5 e os resultados obtidos foram comparados com dados experimentais e da literatura. Tais resultados permitiram comprovar a capacidade do modelo linear LSD em predizer o comportamento global de leitos de alumina e reduzir o tempo de simulação, desde que os parâmetros do modelo sejam definidos de forma adequada.