Utilização do método de Monte Carlo na resolução de problemas de transferência de calor por radiação em cavidades que contém meio participante

Um estudo foi realizado com a finalidade principal de investigar de que maneira a teoria de transferência de calor por radiação em meios participantes pode ser melhor aplicada na resolução de problemas de troca de energia no interior de cavidades que se assemelhem a fornalhas industriais. Verificou-se que as superfícies internas da maioria das fornalhas podem ser consideradas cinzentas e difusoras, o que facilita a aplicação de modelos de soma ponderada de gases cinzas. Sendo assim, as maiores dificuldades aparecem quando a geometria da cavidade é complexa. Com o método de Monte Carlo, é possível resolver problemas com características geométricas bastante complexas, bem como considerar efeitos espectrais e direcionais, quando necessário. Este método foi, então, aplicado, em conjunto com o método da zona, na elaboração de três códigos computacionais, que são capazes de determinar áreas de troca totais em cavidades onde as paredes e o gás são cinzas. Um deles pode ser aplicado a cavidades paralelepipédicas; outro, a cilíndricas. Tanto no primeiro, quanto no segundo, as dimensões podem assumir qualquer valor. Com o terceiro código computacional, é possível obter-se áreas de troca totais entre zonas de cavidades que têm geometria genérica formada a partir de combinações de cubos. Resultados obtidos através dos três códigos computacionais foram comparados com outros disponíveis na literatura.

Transferência de calor combinando radiação e convecção no interior de dutos de geradores de vapor fumotubulares

Esta dissertação de mestrado considera a transferência de calor combinando convecção e radiação térmica no escoamento de gases participantes em dutos de seção circular. Partindo de uma metodologia geral, o trabalho enfoca principalmente os casos típicos de aplicação em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte, em que gases em alta temperatura escoam através de um tubo mantido em temperatura uniforme. O escoamento é turbulento e o perfil de velocidade é plenamente desenvolvido desde a entrada do duto. A temperatura do gás, contudo, é uniforme na entrada, considerando-se a região de desenvolvimento térmico. Duas misturas de gases são tratadas, ambas constituídas por dióxido de carbono, vapor d’água e nitrogênio, correspondendo a produtos típicos da combustão estequiométrica de óleo combustível e metano. As propriedades físicas dos gases são admitidas uniformes em todo o duto e calculadas na temperatura de mistura média, enquanto que as propriedades radiantes são modeladas pela soma-ponderada-de-gases-cinzas. O campo de temperatura do gás é obtido a partir da solução da equação bidimensional da conservação da energia, sendo os termos advectivos discretizados através do método de volumes de controle com a função de interpolação Flux-Spline; as trocas de energia radiantes são avaliadas por meio do método das zonas, onde cada zona de radiação corresponde a um volume de controle. Em um primeiro passo, a metodologia é verificada pela comparação com resultados apresentados na literatura para a transferência de calor envolvendo apenas convecção e combinando convecção com radiação. Em seguida, discutem-se alguns efeitos da inclusão da radiação térmica, por exemplo, no número de Nusselt convectivo e na temperatura de mistura do gás. Finalmente, são propostas correlações para o número de Nusselt total, que leva em conta tanto a radiação quanto a convecção. Essa etapa exige inicialmente uma análise dos grupos adimensionais que governam o processo radiante para redução do número elevado de parâmetros independentes. As correlações, aplicáveis a situações encontradas em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte, são validadas estatisticamente pela comparação com os resultados obtidos pela solução numérica.

Compósitos poliméricos a base de fibras de licuri: efeitos da hibridização e do envelhecimento ambiental acelerado

The gradual replacement of conventional materials by the ones called composite materials is becoming a concern about the response of these composites against adverse environmental conditions, such as ultraviolet radiation, high temperature and moist. Also the search for new composite using natural fibers or a blend of it with synthetic fibers as reinforcement has been studied. In this sense, this research begins with a thorough study of microstructural characterization of licuri fiber, as a proposal of alternative reinforcement to polymeric composites. Thus, a study about the development of two composite laminates was done. The first one, involving only the fiber of licuri and the second comprising a hybrid composite based of fiber glass E and the fiber of licuri, in order to know the performance of the fiber when of fiber across the hybridization process. The laminates were made in the form of plates using the tereftálica ortho-polyester resin as matrix. The composite laminate made only by licuri fiber had two reinforcing fabric layers of unidirectional licuri and the hybrid composite had two reinforcing layers of unidirectional licuri fabric and three layers of fiber short glass-E mat. Finally, both laminates was exposed to aging acceleration in order to study the influence of environmental degradation involving the mechanical properties and fracture characteristics thereof. Regarding the mechanical properties of composites, these were determined through uniaxial tensile tests, uniaxial compression and three bending points for both laminates in original state, and uniaxial tensile tests and three bending points after accelerated aging. As regards the study of structural degradation due to aging of the laminates, it was carried out based on microscopic analysis and microstructure, as well as measuring weight loss. The characteristics of the fracture was performed by macroscopic and microscopic (optical and SEM) analysis. In general, the laminated composites based on fiber licuri showed some advantages in their responses to environmental aging. These advantages are observed in the behavior related to stiffness as well as the microstructural degradation and photo-oxidation processes. However, the structural integrity of this laminate was more affected in case the action of uniaxial tensile loads, where it was noted a lower rate of withholding his last resistance property

Efeitos do envelhecimento ambiental acelerado em compósitos poliméricos

The advantages of the use of vegetable fibers on the synthetic fibers, such as glass fibers, in the reinforcements in composites are: low cost, low density, good tenacity, good thermal properties and reduced use of instruments for their treatment or processing. However, problems related to poor performance of some mechanical natural fibers, have hindered its direct use in structural elements. In this sense, the emergence of alternative materials such as hybrids composites, involving natural and synthetic fibers, has been encouraged by seeking to improve the performance of structural composites based only on natural fibers. The differences between the physical, chemical and mechanical properties of these fibers, especially facing the adverse environmental conditions such as the presence of moisture and ultraviolet radiation, is also becoming a concern in the final response of these composites. This piece of research presents a comparative study of the strength and stiffness between two composite, both of ortoftalic polyester matrix, one reinforced with fibers of glass-E (CV) and other hybrid reinforced with natural fibers of curauá and fiberglass-E (CH). All the comparative study is based on the influence of exposure to UV rays and steam heated water in composites, simulating the aging environment. The conditions for the tests are accelerated through the use of the aging chamber. The composites will be evaluated through tests of uniaxial static mechanical traction and bending on three points. The composite of glass fiber and hybrid manufacturing industry are using the rolling manual (hand lay-up) and have been developed in the form of composites. All were designed to meet possible structural applications such as tanks and pipes. The reinforcements used in composites were in the forms of short fiber glass-E quilts (450g/m2 - 5cm) of continuous wires and fuses (whose title was of 0.9 dtex) for the curauá fibers. The results clearly show the influence of aging on the environmental mechanical performance of the composite CV and CH. The issues concerning the final characteristics of the fracture for all types of cargoes studied were also analyzed

Laminados compósitos de PRFV: efeitos da descontinuidade geométrica e do envelhecimento ambiental acelerado

The growing demand in the use of composite materials necessitates a better understanding of its behavior related to many conditions of loading and service, as well as under several ways of connections involved in mechanisms of structural projects. Within these project conditions are highlighted the presence of geometrical discontinuities in the area of cross and longitudinal sections of structural elements and environmental conditions of work like UV radiation, moisture, heat, leading to a decrease in final mechanical response of the material. In this sense, this thesis aims to develop studies detailed (experimental and semi-empirical models) the effects caused by the presence of geometric discontinuity, more specifically, a central hole in the longitudinal section (with reduced cross section) and the influence of accelerated environmental aging on the mechanical properties and fracture mechanism of FGRP composite laminates under the action of uniaxial tensile loads. Studies on morphological behavior and structural degradation of composite laminates are performed by macroscopic and microscopic analysis of affected surfaces, in addition to evaluation by the Measurement technique for mass variation (TMVM). The accelerated environmental aging conditions are simulated by aging chamber. To study the simultaneous influence of aging/geometric discontinuity in the mechanical properties of composite laminates, a semiempirical model is proposed and called IE/FCPM Model. For the stress concentration due to the central hole, an analisys by failures criteria were performed by Average-Stress Criterion (ASC) and Point-Stress Criterion (PSC). Two polymeric composite laminates, manufactured industrially were studied: the first is only reinforced by short mats of fiberglass-E (LM) and the second where the reinforced by glass fiber/E comes in the form of bidirectional fabric (LT). In the conception configurations of laminates the anisotropy is crucial to the final mechanical response of the same. Finally, a comparative study of all parameters was performed for a better understanding of the results. How conclusive study, the characteristics of the final fracture of the laminate under all conditions that they were subjected, were analyzed. These analyzes were made at the macroscopic level (scanner) microscope (optical and scanning electron). At the end of the analyzes, it was observed that the degradation process occurs similarly for each composite researched, however, the LM composite compared to composite LT (configurations LT 0/90º and LT ±45º) proved to be more susceptible to loss of mechanical properties in both regarding with the central hole as well to accelerated environmental aging

Utilização do teste de raios - x na avaliação dos efeitos da dessecação e infestação em diásporos de Canela-Batalha - Cryptocarya aschersoniana Mez (Lauraceae)

No presente trabalho, objetivou-se avaliar os efeitos da dessecação e identificar lesões por predação por insetos, em diásporos de canela-batalha (Cryptocarya aschersoniana Mez.), utilizando-se testes de raios X. Os danos provocados pela dessecação foram dimensionados nas imagens e associados à formação de plântulas. Diásporos recém-beneficiados (45 % de umidade e 37 % de germinação) foram colocados para secar em sala climatizada (20 ºC e 60 % UR), dentro de bandejas plásticas em camada única. Posteriormente, com o intuito de acelerar o processo de secagem, foram colocados em caixas de secagem com solução saturada de hidróxido de sódio (28 % UR) e amostrados com 45, 37, 35, 31 e 26 % de umidade. Para as radiografias, utilizou-se a intensidade de radiação de 40 kVp e tempo de exposição de 1,5 minutos. Posteriormente, as radiografias foram fotografadas e as imagens analisadas em computador, sendo medido o afastamento entre o endocarpo e a semente. As sementes foram classificadas em sementes intactas, sementes com afastamento parcial, sementes com afastamento total e sementes predadas. Os testes de germinação foram realizados sobre areia, em germinadores tipo Mangelsdorf a 25 ºC e luz branca constante. Pelos resultados, observa-se que a germinação é comprometida quando o teor de água das sementes fica abaixo de 26 %. Nesse ponto, o afastamento entre o endocarpo e a semente é de 0,65 mm. Houve uma correlação positiva entre a viabilidade das sementes, avaliada pelo teste de germinação, e o afastamento entre o endocarpo e a semente observado nas radiografias. A análise radiográfica possibilita identificar danos provocados por predação após infestação por insetos.

Efeitos de interface em bicamadas magnéticas acopladas

We have developed a theoretical study of magnetic bilayers composed by a ferromagnetic film grown in direct contact on an antiferromagnetic one. We have investigated the interface effects in this systems due to the interfilms coupling. We describe the interface effects by a Heisenberg like coupling with an additional unidirectional anisotropy. In the first approach we assume that the magnetic layers are thick enough to be described by the bulk parameters and they are coupled through the interaction between the magnetic moments located at the interface. We use this approach to calculate the modified dynamical response of each material. We use the magnetic permeability of the layers (with corrections introduced by interface interactions) to obtain a correlation between the interface characteristics and the physical behavior of the magnetic excitations propagating in the system. In the second model, we calculated an effective susceptibility of the system considering a nearly microscopical approach. The dynamic response obtained by this approach was used to study the modifications in the spectrum of the polaritons and its consequences on the attenuated total reflection (ATR). In addition, we have calculated the oblique reflectivity. We compare our result with those obtained for the dispersion relation of the magnetostatic modes in these systems

Efeitos não-gaussianos em astrofísica e cosmologia

The recent astronomical observations indicate that the universe has null spatial curvature, is accelerating and its matter-energy content is composed by circa 30% of matter (baryons + dark matter) and 70% of dark energy, a relativistic component with negative pressure. However, in order to built more realistic models it is necessary to consider the evolution of small density perturbations for explaining the richness of observed structures in the scale of galaxies and clusters of galaxies. The structure formation process was pioneering described by Press and Schechter (PS) in 1974, by means of the galaxy cluster mass function. The PS formalism establishes a Gaussian distribution for the primordial density perturbation field. Besides a serious normalization problem, such an approach does not explain the recent cluster X-ray data, and it is also in disagreement with the most up-to-date computational simulations. In this thesis, we discuss several applications of the nonextensive q-statistics (non-Gaussian), proposed in 1988 by C. Tsallis, with special emphasis in the cosmological process of the large structure formation. Initially, we investigate the statistics of the primordial fluctuation field of the density contrast, since the most recent data from the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) indicates a deviation from gaussianity. We assume that such deviations may be described by the nonextensive statistics, because it reduces to the Gaussian distribution in the limit of the free parameter q = 1, thereby allowing a direct comparison with the standard theory. We study its application for a galaxy cluster catalog based on the ROSAT All-Sky Survey (hereafter HIFLUGCS). We conclude that the standard Gaussian model applied to HIFLUGCS does not agree with the most recent data independently obtained by WMAP. Using the nonextensive statistics, we obtain values much more aligned with WMAP results. We also demonstrate that the Burr distribution corrects the normalization problem. The cluster mass function formalism was also investigated in the presence of the dark energy. In this case, constraints over several cosmic parameters was also obtained. The nonextensive statistics was implemented yet in 2 distinct problems: (i) the plasma probe and (ii) in the Bremsstrahlung radiation description (the primary radiation from X-ray clusters); a problem of considerable interest in astrophysics. In another line of development, by using supernova data and the gas mass fraction from galaxy clusters, we discuss a redshift variation of the equation of state parameter, by considering two distinct expansions. An interesting aspect of this work is that the results do not need a prior in the mass parameter, as usually occurs in analyzes involving only supernovae data.Finally, we obtain a new estimate of the Hubble parameter, through a joint analysis involving the Sunyaev-Zeldovich effect (SZE), the X-ray data from galaxy clusters and the baryon acoustic oscillations. We show that the degeneracy of the observational data with respect to the mass parameter is broken when the signature of the baryon acoustic oscillations as given by the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) catalog is considered. Our analysis, based on the SZE/X-ray data for a sample of 25 galaxy clusters with triaxial morphology, yields a Hubble parameter in good agreement with the independent studies, provided by the Hubble Space Telescope project and the recent estimates of the WMAP

Efeitos do estresse térmico sobre a produção, composição química do leite e respostas termorreguladoras de cabras da raça alpina

Seis cabras da raça Alpina, com produção média de leite de 2,5 kg/dia, foram distribuídas aleatoriamente em dois grupos de três e submetidas à termoneutralidade ou estresse térmico por 56 dias em câmara climática. Usou-se um delineamento estatístico crossover. A temperatura média do ar diurna, incluindo radiação solar simulada, foi de 33,84ºC. Os animais estressados aumentaram a freqüência respiratória, o volume-minuto respiratório, a termólise-evaporativa respiratória, temperatura retal e a taxa de sudorese, enquanto o volume corrente respiratório e o volume globular diminuíram. Houve também perda de peso, redução da ingestão de alimentos e duplicação do consumo de água. A produção de leite e a porcentagem de gordura, proteína, lactose e sólidos totais diminuíram. Os teores de cloretos, cálcio e fósforo não sofreram alteração. Concluiu-se que, para manter a homeotermia, as cabras mobilizaram o sistema respiratório e sudoríparo para perder calor. A alta temperatura ambiente efetiva reduziu a produção e os teores de alguns componentes do leite.

Caracterização e avaliação de três grupos de arroz-de-sequeiro de diferentes procedências por meio da sensitividade à radiação gama

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso da sensitividade à radiação gama na discriminação de variedades de arroz-de-sequeiro dos grupos Índica e Japônica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos do estresse térmico nas concentrações plasmáticas de progesterona (P4) e estradiol 17-b (E2) e temperatura retal em cabras da raça Pardo Alpina

Seis cabras lactantes foram distribuídas aleatoriamente em um delineamento experimental em crossover, em dois grupos: sob condições termoneutras e estresse térmico. Um período de adaptação de 28 dias foi seguido por quatro períodos de 14 dias cada, quando os animais sob estresse térmico foram expostos à temperatura média de 33,84ºC; THI de 86,20; BGT de 36,18 e BT de 32,11ºC das 8 às 17 horas, incluindo radiação solar simulada das 10 às 15 horas. Não houve diferença entre as concentrações plasmáticas de progesterona, mas as fêmeas submetidas ao estresse térmico apresentaram diminuição nas concentrações plasmáticas de estradiol, quando comparados ao grupo termoneutro. A temperatura retal dos animais sob estresse térmico foi mais elevada quando foi comparada à do grupo de animais em condições de termoneutralidade. As cabras mantiveram as concentrações plasmáticas da progesterona, com diminuição na secreção de estradiol, quando expostas a um estresse repetido e intermitente, a despeito de ocorrer hipertermia durante o estresse pelo calor.

Estrutura eletrônica do polímero orgânico conjugado MEH-PPV em solução sob radiação ionizante

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Relação entre estresse de radiação ultravioleta-b e óxido nítrico em plantas de eucalipto

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação dos efeitos citogenéticos e citopatológicos da radioterapia em pacientes com tumores malignos de cabeça e pescoço

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)