An energy-based model for swing hammer mills

An energy-based swing hammer mill model has been developed for coke oven feed preparation. it comprises a mechanistic power model to determine the dynamic internal recirculation and a perfect mixing mill model with a dual-classification function to mimic the operations of crusher and screen. The model parameters were calibrated using a pilot-scale swing hammer mill at various operating conditions. The effects of the underscreen configurations and the feed sizes on hammer mill operations were demonstrated through the fitted model parameters. Relationships between the model parameters and the machine configurations were established. The model was validated using the independent experimental data of single lithotype coal tests with the same BJD pilot-scale hammer mill and full operation audit data of an industrial hammer mill. The outcome of the energy-based swing hammer mill model is the capability to simulate the impact of changing blends of coal or mill configurations and operating conditions on product size distribution. Alternatively, the model can be used to select the machine settings required to achieve a desired product. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Variação radial da retratibilidade e densidade básica da madeira de Eucalyptus saligna Sm.

A ultra-estrutura e a composição química da madeira, bem como suas propriedades físicas e mecânicas, variam significativamente entre espécies, entre árvores de uma mesma espécie e, mesmo, entre diferentes partes de uma mesma árvore. Com este trabalho objetivou-se o estudo dos parâmetros de retratibilidade e de densidade básica da madeira Eucalyptus saligna, com idade de 16 anos, proveniente de talhões experimentais da EMBRAPA Florestas, de Colombo, Paraná. As amostras foram retiradas à altura do DAP de quatro posições eqüidistantes a partir da medula em direção à periferia, correspondendo a 0, 33, 66 e 100%, com dimensões nominais de 1,0 x 2,0 x 3,0 cm, sendo a última dimensão no sentido longitudinal. Elas foram mantidas em câmara fechada com ventilação, próximo de soluções salinas supersaturadas, com o objetivo de proporcionar diferentes condições de umidade relativa. Uma vez atingidas as distintas condições de umidade de equilíbrio, as amostras foram secas em estufa a 105 ºC e obtidos os dados de retratibilidade e densidade básica da madeira nas posições mencionadas. Constataram-se valores de contração volumétrica mais baixos na região medular, apresentando um acréscimo para as demais posições. Comportamento semelhante foi observado para os coeficientes das contrações lineares nas direções tangencial e radial. O fator anisotrópico foi consideravelmente mais elevado na região medular, decrescendo substancialmente em direção ao alburno. A densidade básica não mostrou sinais efetivos de estabilidade, apesar de mostrar tendência de aumento em direção à periferia do tronco.

Avaliação das propriedades higroscópicas da madeira de Eucalyptus saligna Sm., em diferentes condições de umidade relativa do ar

O estudo da higroscopicidade é indispensável para o entendimento da trabalhabilidade, estabilidade dimensional, resistência mecânica e durabilidade natural da madeira. Neste trabalho objetivou-se a avaliação do teor de equilíbrio higroscópico para diversas condições de umidade relativa do ar, bem como da retratibilidade linear e volumétrica e da densidade básica da madeira de Eucalyptus saligna Sm. A madeira utilizada foi proveniente de árvores com 16 anos de idade, procedentes de talhões experimentais da EMBRAPA Florestas de Colombo, Paraná. Amostras com dimensões de 1,0x2,0x3,0 cm, sendo a última na direção longitudinal, foram colocadas em uma câmara fechada, sob ventilação, próximas de recipientes com soluções salinas supersaturadas, a fim de atingir determinada condição preestabelecida de teor de equilíbrio higroscópico. Após o equilíbrio da umidade da madeira nas distintas condições de umidade relativa, as amostras foram secas em estufa, para posterior avaliação. Os dados relativos à umidade de equilíbrio ajustaram-se muito bem às condições de umidade relativa adotadas neste estudo, tendo sido possível estimar com grande precisão o teor de equilíbrio higroscópico, para a faixa de aproximadamente 20 até 100% de umidade relativa. A madeira em estudo apresentou dados de retratibilidade bastante elevados, se comparados aos de outras da mesma faixa de densidade. Apesar dos elevados coeficientes de contração, o fator anisotrópico ou relação T/R mostrou-se próximo daquele encontrado na grande maioria das madeiras comerciais brasileiras. Verificaram-se ainda coeficientes de contrações mais suaves nos teores de umidade abaixo de 17%.

Potássio : fontes alternativas, tratamentos térmicos e disponibilidade para plantas de milho (Zea Mays L.)

Nosso país é um dos principais produtores agrícolas do mundo e altamente dependente da importação de fertilizantes, principalmente o potássio. Visando reduzir essa dependência, materiais provenientes de rochas para fornecimento desse elemento estão sendo testados. Este estudo foi divido em dois experimentos: um experimento em laboratório e um em casa de vegetação. O experimento em laboratório teve por objetivo avaliar os diferentes tipos de tratamentos térmicos e extratores, associados a fontes alternativas de potássio, no aumento da disponibilidade de K. O ensaio foi realizado num delineamento experimental inteiramente casualizado num esquema fatorial 4 x 5 x 3, com quatro repetições. Os fatores estudados foram: quatro fontes alternativas de potássio (verdete, fonolito, gnaisse e granito); cinco tratamentos térmicos (radiação em forno micro-ondas; autoclavagem; aquecimento em forno mufla com resfriamento rápido; aquecimento em forno mufla com resfriamento lento; e o material in natura); e três extratores: água, ácido cítrico 2 % e solução Mehlich-1. As extrações foram realizadas utilizando 4 g das fontes alternativas, adicionando-se 40 mL de cada extrator, as amostras foram agitadas, centrifugadas, filtradas e avolumadas. Foram realizadas seis extrações sucessivas e determinada a concentração de potássio nos extratos. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância, sendo seus efeitos desdobrados em contrastes ortogonais. O experimento em casa de vegetação teve por objetivo avaliar o efeito da utilização de fontes alternativas de potássio, submetidas a tratamentos térmicos, no fornecimento de potássio para plantas de milho (Zea mays L.). O delineamento experimental adotado foi em blocos casualizados, em um esquema fatorial (3 x 5) + 1, sendo três fontes alternativas de K (verdete, fonolito e granito), submetidas à cinco diferentes tratamentos (aquecimento em forno mufla com resfriamento lento, aquecimento em forno mufla com resfriamento rápido, radiação em forno micro-ondas, autoclavagem, e o material in natura). As fontes alternativas foram comparadas com o cloreto KCl. Amostras de solo contendo 2 dm³ de TFSA, foram incubadas durante 20 dias. Após a adubação, em cada vaso foram aplicadas as fontes alternativas de potássio. Realizou-se o plantio com cinco sementes de milho e posterior desbaste, deixando três plantas por vaso. Decorridos 40 dias da semeadura, foi realizado o corte da parte aérea das plantas, a coleta de amostras de solo para análise dos teores de potássio e separação das raízes. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e desdobrados em contrastes ortogonais. Observando os resultados obtidos nos experimentos de laboratório e casa de vegetação, podemos concluir que a fonte alternativa e proporcionou melhores resultados e que possui potencial agronômico para ser utilizada como fonte alternativa de potássio foi o fonolito. Utilizando o fonolito como fonte alternativa de nutrientes, o tratamento térmico que proporcionou melhores resultados foi o com aquecimento em forno mufla, principalmente quando o resfriamento foi realizado lentamente.

Drying kinetics of jatropha seeds

Given the necessity of developing jatropha cultivation equipment, this work adjusted different mathematical models to experimental data obtained from the drying of jatropha seeds submitted to different drying conditions and selected the best model to describe the drying process. The experiment was carried out at the Federal Institute of Goiás - Rio Verde Campus. Seeds with initial moisture content of approximately 0.50 (kg water/kg dry matter) were dried in a forced air-ventilated oven, at temperatures of 45, 60, 75, 90 and 105°C to moisture content of 0.10 ± 0.005 (kg water/kg dry matter). The experimental data were adjusted to 11 mathematical models to represent the drying process of agricultural products. The models were compared using the coefficient of determination, chi-square test, relative mean error, estimated mean error and residual distribution. It was found that the increase in the air temperature caused a reduction in the drying time of seeds. The models Midilli and Two Terms were suitable to represent the drying process of Jatropha seeds and between them the use of the Midili model is recommended due to its greater simplicity.

Rootstocks resistant to Meloidogyne incognita and compatibility of grafting in net melon

Due to the few studies about grafting in net melon, in order to obtain better control of soil pathogens, the aim of the present study was to evaluate 16 genotypes of Cucurbitaceae: Benincasa hispida, Luffa cylindrica, pumpkin 'Jacarezinho', pumpkin 'Menina Brasileira', squash 'Exposição', squash 'Coroa', pumpkin 'Canhão Seca', pumpkin 'Squash', pumpkin 'Enrrugado Verde', pumpkin 'Mini Paulista', pumpkin 'Goianinha', watermelon 'Charleston Gray', melon 'Rendondo Gaucho', melon 'Redondo Amarelo', cucumber 'Caipira HS' and cucumber 'Caipira Rubi', regarding to compatibility of grafting in net melon and resistance to Meloidogyne incognita, based on the reproduction factor (RF), according to Oostenbrink (1966). To assess resistance, the seedlings were transplanted to ceramic pots and inoculated with 300/mL eggs and/or second stage juveniles of M. incognita. At 50 days after transplanting, the plants were removed from the pots and the resistance was evaluated. The compatibility between resistant rootstock and grafts of net melon was determined by performing simple cleft grafting, in a commercial net melon hybrid of great market acceptance and susceptible to M. incognita (Bonus no. 2). The genotypes Luffa cylindrica, pumpkin 'Goianinha', pumpkin 'Mini-Paulista', melon 'Redondo Amarelo', watermelon 'Charleston Gray' are resistant to the nematode M. incognita. The better compatibilities occurred with the rootstocks melon 'Amarelo', which presented 100% of success, followed by pumpkin 'Mini-Paulista' with 94%. On the other hand, Sponge gourd, watermelon 'Charleston Gray' and pumpkin 'Goianinha' showed low graft take percentages of 66%, 62% and 50%, respectively.

Shape and size of jatropha beans (Jatropha curcas L.) during drying at different temperatures

This study was carried out to study the physical properties of the jatropha beans over the drying under six air conditions, based on measurements of roundness, sphericity, volume, superficial area, projected area and surface/volume ratio. Jatropha beans with moisture content around 0.61 (decimal d.b.) were subjected to thin-layer drying in oven with forced-air circulation under six temperature conditions (36, 45, 60, 75, 90 and 105 °C) and relative humidity of 31.7; 19.6; 9.4; 4.8; 2.6 and 1.5% respectively, until reaching the moisture content of 0.11 ± 0.006 (decimal d. b.). The results showed that the necessary time for jatropha beans to reach the moisture content of 0.11 ± 0.006 (decimal d.b.) were 1.5; 2.25; 3.0; 4.75; 6.75 and 12.0 h for the drying temperatures of 105, 90, 75, 60, 45 and 36 °C, respectively; and the reduction in the moisture content as well as the drying conditions promoted changes in the shape and reduced the size of the jatropha beans.

A-scan ultrasound system for real-time puncture safety assessment during percutaneous nephrolithotomy

Background: Kidney stone is a major universal health problem, affecting 10% of the population worldwide. Percutaneous nephrolithotomy is a first-line and established procedure for disintegration and removal of renal stones. Its surgical success depends on the precise needle puncture of renal calyces, which remains the most challenging task for surgeons. This work describes and tests a new ultrasound based system to alert the surgeon when undesirable anatomical structures are in between the puncture path defined through a tracked needle. Methods: Two circular ultrasound transducers were built with a single 3.3-MHz piezoelectric ceramic PZT SN8, 25.4 mm of radius and resin-epoxy matching and backing layers. One matching layer was designed with a concave curvature to work as an acoustic lens with long focusing. The A-scan signals were filtered and processed to automatically detect reflected echoes. Results: The transducers were mapped in water tank and tested in a study involving 45 phantoms. Each phantom mimics different needle insertion trajectories with a percutaneous path length between 80 and 150 mm. Results showed that the beam cross-sectional area oscillates around the ceramics radius and it was possible to automatically detect echo signals in phantoms with length higher than 80 mm. Conclusions: This new solution may alert the surgeon about anatomical tissues changes during needle insertion, which may decrease the need of X-Ray radiation exposure and ultrasound image evaluation during percutaneous puncture.

Aplicação de dispositivos analógicos reconfiguráveis

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Comparação de dano testicular entre ratos provenientes de explorações agrícolas orgânicas e convencionais

Dissertação de Mestrado em Ambiente, Saúde e Segurança.

Reabilitação de edifícios: enquadramento e estudo da reabilitação num grupo empresarial

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização em Edificações

Incorporação de resíduos cerâmicos em argamassas de cal aérea sujeitas a condições severas de humidade e salinidade

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações

Optimização energética da olaria de uma cerâmica

Na indústria cerâmica o consumo de energia é elevado, fazendo com que este custo represente uma parte significativa dos custos totais de produção das peças. De forma a diminuir esta dependência, a energia deve ser gerida de forma contínua e eficazmente. O presente trabalho consistiu na análise da situação energética e na elaboração de propostas de optimização da etapa de conformação que ocorre na Olaria número quatro da Fábrica Cerâmica de Valadares, S.A. Determinou-se o rendimento efectivo da Olaria, tendo-se obtido um valor de 24,7%. As perdas térmicas ocorrem na Olaria, a nível da envolvente, da ventilação, da exaustão de gases e da inércia térmica, representando, respectivamente, 18122 MJ, 50222 MJ, 39228 MJ e 4338 MJ por semana de trabalho. Numa última fase sugeriram-se algumas medidas de optimização energética. A primeira medida visa uma melhoria na manutenção dos geradores, um aumento na gama de temperaturas de funcionamento dos geradores e uma minimização dos tempos de abertura dos portões. Na segunda medida propõe-se a diminuição da percentagem de excesso de ar para 10%, equivalendo a uma poupança de 8839 €/ano. Na terceira medida avaliou-se a possibilidade da aplicação de um permutador de calor de modo a aproveitar os gases de combustão. Esta permitiria uma poupança de 119 €/ano, no entanto, devido ao elevado tempo de retorno do investimento (12,6 anos) considerou-se que esta medida não era viável. A quarta proposta relaciona-se com a optimização da ventilação da Olaria por aumento do ciclo de renovação de ar para 5 h, promovendo uma poupança de 8583 € anuais. Como última sugestão de optimização, aconselhou-se a diminuição do volume da olaria em 6935 m3. Com esta proposta é possível obter uma poupança de 4993 €/ano. Esta medida envolve um investimento de 12000 €, sendo o tempo de retorno do investimento de 2,4 anos. Das cinco propostas estudadas concluiu-se que quatro são viáveis permitindo uma melhoria do funcionamento da Olaria e uma poupança significativa na factura energética.

Optimização de recursos numa industria de curtumes

O presente relatório descreve o trabalho de estágio efectuado na empresa Curtumes Aveneda, Lda com o objectivo de optimizar recursos como a água e energia. Foi realizado um diagnóstico energético que permitiu concluir que o consumo de energia na empresa é de 300 tep/ano, pelo que a empresa não é obrigada a adoptar as medidas de Regulamento de Gestão do Consumo de Energia (RGCE). O mesmo diagnóstico aponta para a existência de ineficiências, nomeadamente na tinturaria. Assim, foi projectado um sistema de controlo para adição de água na tinturaria com o intuito de reduzir o consumo de energia e água, e também melhorar a qualidade dos processos de tinturaria, dado que a adição de água é feita manualmente sem controlo de quantidade. Após consulta de fornecedor, o investimento em equipamento para tal sistema é de 10.012,00€ Foi desenvolvido um processo de recurtume compacto no sentido de promover a redução do consumo de água e de energia. Tal processo, quando comparado com um processo normal da empresa, gera uma redução de energia eléctrica no valor de 6.157,05 €/ano, uma redução no consumo de energia térmica da ordem de 904,00 €/ano, e ainda uma redução do consumo de água na ordem de 962 m3/ano correspondente a uma redução de 2.998,76 €/ano no tratamento de efluentes. Outras medidas foram sugeridas, mas sem uma fundamentação técnica e científica suficiente pelo que carecem de um estudo pormenorizado, como a instalação de arrancadores progressivos nos motores dos fulões, a optimização do aquecimento do ar de secagem na estufa com eventual recurso a painéis solares, e a optimização do funcionamento da caldeira dado o seu baixo rendimento.