Concepção de uma pequena turbina eólica destinada ao segmento doméstico (simplificação e análise aerodinâmica das pás)

O trabalho que se apresenta incide sobre o estudo aerodinâmico das pás de uma turbina eólica de pequeno porte, com vista à simplificação geométrica, de forma a que estas sejam baratas e de fácil concepção. A teoria da quantidade de movimento do elemento de pá (BEMT), que é o modelo de referência para o projecto e análise aerodinâmica das pás das turbinas eólicas, foi utilizada neste trabalho de forma a projectar e analisar aerodinamicamente as pás da turbina. Sendo assim, desenvolveu-se um programa computacional em MATLAB, denominado de “Turbina”, de forma a implementar a teoria BEM. Introduzindo os dados dos parâmetros de projecto no programa (potência requerida, o número de pás, velocidade do vento, a TSR e o tipo de perfil alar), obtêm-se os parâmetros geométricos das pás (distribuição da corda ao longo da envergadura, o raio da pá e a distribuição da torção da pá), os parâmetros aerodinâmicos e de desempenho. Uma pá ideal foi calculada e de seguida foi modificada de forma a obter-se uma pá simples e menos carregada aerodinamicamente. Introduzidas as modificações na geometria da pá ideal, obtiveram-se duas configurações distintas. Uma configuração linear, onde a distribuição da corda e do ângulo de torção se tornam lineares, e outra configuração bi-linear, onde a distribuição da corda continua linear mas o ângulo de torção se torna bi-linear, isto é, a pá é composta por dois troços onde cada troço apresenta uma distribuição linear do ângulo de torção geométrica. As conclusões demonstram que a configuração bi-linear é uma boa alternativa a configuração ideal, apresentando uma redução do desempenho do rotor de 2.8% para um aumento do raio da pá em 1.41%, para se obter a mesma potência da configuração ideal. A análise aos perfis alares, utilizados neste trabalho, foi efectuada a partir dos programas comerciais ICEM e FLUENT. De forma a automatizar a análise de CFD, três programas foram desenvolvidos utilizando a linguagem de programação “C”. Os programas são denominados de “Malha2D”, “Calcula_Coeficientes” e “Plot_Graficos”. Finalmente, um estudo paramétrico foi feito de forma a avaliar a influências das variáveis de projecto no desempenho geral da turbina.

Análise aerodinâmica de perfis de asa para aeronaves experimentais tipo jn-1

The great importance in selecting the profile of an aircraft wing concerns the fact that its relevance in the performance thereof; influencing this displacement costs (fuel consumption, flight level, for example), the conditions of flight safety (response in critical condition) of the plane. The aim of this study was to examine the aerodynamic parameters that affect some types of wing profile, based on wind tunnel testing, to determine the aerodynamic efficiency of each one of them. We compared three types of planforms, chosen from considerations about the characteristics of the aircraft model. One of them has a common setup, and very common in laboratory classes to be a sort of standard aerodynamic, it is a symmetrical profile. The second profile shows a conFiguration of the concave-convex type, the third is also a concave-convex profile, but with different implementation of the second, and finally, the fourth airfoil profile has a plano-convex. Thus, three different categories are covered in profile, showing the main points of relevance to their employment. To perform the experiment used a wind tunnel-type open circuit, where we analyzed the pressure distribution across the surface of each profile. Possession of the drag polar of each wing profile can be, from the theoretical basis of this work, the aerodynamic characteristics relate to the expected performance of the experimental aircraft, thus creating a selection model with guaranteed performance aerodynamics. It is believed that the philosophy used in this dissertation research validates the results, resulting in an experimental alternative for reliable implementation of aerodynamic testing in models of planforms

Modelação e concepção da carroçaria do veículo eléctrico ecológico (VEECO)

Neste trabalho aborda-se o desenvolvimento da carroçaria do Veículo Eléctrico Ecológico – VEECO recorrendo a tecnologias assistidas por computador. Devido à impossibilidade de abranger toda a temática das tecnologias assistidas por computador, associadas ao desenvolvimento de uma carroçaria automóvel, o foco deste trabalho assenta no processo de obtenção de um modelo digital válido e no estudo do desempenho aerodinâmico da carroçaria. A existência de um modelo digital válido é a base de qualquer processo de desenvolvimento associado a tecnologias assistidas por computador. Neste sentido, numa primeira etapa, foram aplicadas e desenvolvidas técnicas e metodologias que permitem o desenvolvimento de uma carroçaria desde a sua fase de “design” até à obtenção de um modelo digital CAD. Estas abrangem a conversão e importação de dados, a realização de engenharia inversa, a construção/reconstrução CAD em CATIA V5 e a preparação/correcção de modelos CAD para a análise numérica. Numa segunda etapa realizou-se o estudo da aerodinâmica exterior da carroçaria, recorrendo à ferramenta de análise computacional de fluidos (CFD) Flow Simulation da CosmosFloworks integrado no programa SolidWorks 2010. Associado à temática do estudo aerodinâmico e devido à elevada importância da validação dos resultados numéricos por meio de dados experimentais, foi realizado o estudo de análise dimensional que permite a realização de ensaios experimentais à escala, bem como a análise dos resultados experimentais obtidos.

Análise do desempenho do automóvel híbrido face ao de combustão interna

Os veículos híbridos são parte da solução atual para reduzir o consumo de combustível e emissões de gases de escape, são reconhecidos pela sociedade e contribuem para o desenvolvimento da mobilidade de uma forma ambientalmente sustentável, despertando a consciência coletiva para a correta utilização dos recursos energéticos. Este trabalho descreve um estudo sobre três automóveis, que têm de comum o mesmo bloco de motor de combustão, mas utilizam-no associado a tecnologias diferentes, sendo um convencional, um de tecnologia não completamente híbrido (híbrido mínimo), e outro de tecnologia completamente híbrido (híbrido total). Inicialmente foi efetuada uma pesquisa sobre a tecnologia e modo de funcionamento do automóvel híbrido. Soluções como recuperação de energia dissipada pela travagem, paragem automática do motor de combustão interna ao ralenti, desativação parcial ou total de cilindros motor para poupar combustível, estão associadas aos automóveis híbridos estudados, permitindo mesmo quando aplicadas aos automóveis convencionais modernos torná-los mais eficientes e menos poluentes. De modo a identificar as principais diferenças entre os três automóveis foram realizados testes de estrada, reproduzindo uma utilização real baseada no Novo Ciclo de Condução Europeu, com uma recolha representativa e significativa de condições reais de condução. Foram considerados fatores como passividade/agressividade de condução ao volante do condutor, perfis de velocidade, aceleração, eficiência da transmissão, resistência ao rolamento coeficiente de resistência aerodinâmica com condições variáveis de vento junto ao mar e serra. Registou-se a influência do peso e hábitos de condução no consumo de combustível, possibilitando identificar desvios, intervalos e limites expectáveis de desempenho e consumo para cada um dos carros. Esta tese permitiu desenvolver conhecimentos para melhor entender as vantagens e condicionantes de utilização do automóvel híbrido, onde a redução de consumo de combustível e custo de exploração é a recompensa, pela utilização da mais-valia tecnológica.

Análise quali-quantitativa do deslocamento da camada-limite em carrocerias veiculares

Dois dos principais objetivos no estudo da aerodinâmica de veículos é a segurança e o desempenho. Esses objetivos podem ser alcançados através do desenvolvimento de dispositivos que modifiquem o escoamento de ar ao redor do veículo e também através de alterações da forma das superfícies externas. O perfil mais baixo da frente do veículo, por exemplo, tem grande influência sobre o coeficiente de penetração aerodinâmica (Cx) e posteriormente sobre grande parte da distribuição de pressão ao longo da superfície do veículo. O objetivo deste trabalho foi de analisar o comportamento aerodinâmico que incide sobre 2 (dois) tipos de carrocerias de veículos, baseado em experimentação em túnel aerodinâmico, visando determinar a eficiência aerodinâmica de cada uma delas. Foram comparados dois modelos de veículos, sendo um deles com configuração familiar, muito comum nas grandes cidades e outro modelo com configuração esportiva mais voltado para o desempenho, ambos com escala 1:18. Para a realização do experimento foi construído um túnel aerodinâmico do tipo soprador com circuito aberto, onde foram analisadas as distribuições de pressão nas superfícies inferiores e superiores da carroceria dos modelos e o deslocamento da camada-limite. Tomando-se por base toda a teórica deste trabalho, com relação à aerodinâmica de carroceria, considerou-se nesta dissertação que essa filosofia de pesquisa é capaz de gerar reflexos positivos, que podem tornar os veículos cada vez mais eficientes e influenciar positivamente nos níveis de segurança e desempenho

Análise do escoamento turbulento por um queimador industrial a gás utilizando dinâmica dos fluidos computacional

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Análise de balística externa de um projétil de calibre 155 mm

O objetivo desta Dissertação é propor uma geometria para um projétil de combate a incêndios. É utilizado o código de volume finito Star - CCM+R para calcular forças e momentos que atuam no projétil e é criado um código no MathematicaR para definir as caraterísticas da trajetória. O PRODASV 3 R é utilizado de modo a verificar e validar os modelos implementados. Inicialmente, o procedimento adotado consistiu em criar uma metodologia completa para uma munição existente que permitisse ser verificada e validada com a literatura disponível. Foi realizada uma extensa caraterização aerodinâmica através de CFD, a fim de se estabelecer o comportamento das forças e momentos que atuam nos projéteis e assim fornecer os dados necessários para o modelo 6 DOF. As forças e momentos dependem do ângulo de ataque. Concluiu-se que a cinta de travamento, a cinta de guiamento e o efeito de Coriolis eram desprezáveis quando comparados com os resultados obtidos. Na fase seguinte foram testadas seis geometrias diferentes, variando-se o comprimento e o nariz. Definiu-se para este projétil um a velocidade inicial de 100m/s, 10kg, concluindo-se que o comprimento total seria de 697,1mm e perfil semiesférico, com capacidade para transportar 7,5 dm3 no interior. Foram realizados testes com vento para avaliar a estabilidade em voo, e o software e processo de análise desenvolvido neste trabalho estão disponíveis, sendo um contributo para o projeto FIREND.

Aplicação do escore MELD em pacientes submetidos a transplante de fígado: análise retrospectiva da sobrevida e dos fatores preditivos a curto e longo prazo

BACKGROUND: The model for end-stage liver disease (MELD) was developed to predict short-term mortality in patients with cirrhosis. There are few reports studying the correlation between MELD and long-term posttransplantation survival. AIM: To assess the value of pretransplant MELD in the prediction of posttransplant survival. METHODS: The adult patients (age >18 years) who underwent liver transplantation were examined in a retrospective longitudinal cohort of patients, through the prospective data base. We excluded acute liver failure, retransplantation and reduced or split-livers. The liver donors were evaluated according to: age, sex, weight, creatinine, bilirubin, sodium, aspartate aminotransferase, personal antecedents, brain death cause, steatosis, expanded criteria donor number and index donor risk. The recipients' data were: sex, age, weight, chronic hepatic disease, Child-Turcotte-Pugh points, pretransplant and initial MELD score, pretransplant creatinine clearance, sodium, cold and warm ischemia times, hospital length of stay, blood requirements, and alanine aminotransferase (ALT >1,000 UI/L = liver dysfunction). The Kaplan-Meier method with the log-rank test was used for the univariable analyses of posttransplant patient survival. For the multivariable analyses the Cox proportional hazard regression method with the stepwise procedure was used with stratifying sodium and MELD as variables. ROC curve was used to define area under the curve for MELD and Child-Turcotte-Pugh. RESULTS: A total of 232 patients with 10 years follow up were available. The MELD cutoff was 20 and Child-Turcotte-Pugh cutoff was 11.5. For MELD score > 20, the risk factors for death were: red cell requirements, liver dysfunction and donor's sodium. For the patients with hyponatremia the risk factors were: negative delta-MELD score, red cell requirements, liver dysfunction and donor's sodium. The regression univariated analyses came up with the following risk factors for death: score MELD > 25, blood requirements, recipient creatinine clearance pretransplant and age donor >50. After stepwise analyses, only red cell requirement was predictive. Patients with MELD score < 25 had a 68.86%, 50,44% and 41,50% chance for 1, 5 and 10-year survival and > 25 were 39.13%, 29.81% and 22.36% respectively. Patients without hyponatremia were 65.16%, 50.28% and 41,98% and with hyponatremia 44.44%, 34.28% and 28.57% respectively. Patients with IDR > 1.7 showed 53.7%, 27.71% and 13.85% and index donor risk <1.7 was 63.62%, 51.4% and 44.08%, respectively. Age donor > 50 years showed 38.4%, 26.21% and 13.1% and age donor <50 years showed 65.58%, 26.21% and 13.1%. Association with delta-MELD score did not show any significant difference. Expanded criteria donors were associated with primary non-function and severe liver dysfunction. Predictive factors for death were blood requirements, hyponatremia, liver dysfunction and donor's sodium. CONCLUSION: In conclusion MELD over 25, recipient's hyponatremia, blood requirements, donor's sodium were associated with poor survival.

Conseqüências da análise incorreta de experimentos blocados

Errors are always present in experimental measurements so, it is important to identify them and understand how they affect the results of experiments. Statistics suggest that the execution of experiments should follow random order, but unfortunately the complete randomization of experiments is not always viable for practical reasons. One possible simplification is blocked experiments within which the levels of certain factors are maintained fixed while the levels of others are randomized. However this has a cost. Although the experimental part is simplified, the statistical analysis becomes more complex.

O estado da arte da cromatografia associada à espectrometria de massas acoplada à espectrometria de massas na análise de compostos tóxicos em alimentos

Chromatography combined with several different detection systems is one of the more used and better performing analytical tools. Chromatography with tandem mass spectrometric detection gives highly selective and sensitive analyses and permits obtaining structural information about the analites and about their molar masses. Due to these characteristics, this analytical technique is very efficient when used to detect substances at trace levels in complex matrices. In this paper we review instrumental and technical aspects of chromatography-tandem mass spectrometry and the state of the art of the technique as it is applied to analysis of toxic substances in food.

Validação e estimativa da incerteza de método para análise de licopeno e β-caroteno em polpa de tomate por cromatografia líquida de alta eficiência

A method to quantify lycopene and β-carotene in freeze dried tomato pulp by high performance liquid chromatography (HLPC) was validated according to the criteria of selectivity, sensitivity, precision and accuracy, and uncertainty estimation of measurement was determined with data obtained in the validation. The validated method presented is selective in terms of analysis, and it had a good precision and accuracy. Detection limit for lycopene and β-carotene was 4.2 and 0.23 mg 100 g-1, respectively. The estimation of expanded uncertainty (K = 2) for lycopene was 104 ± 21 mg 100 g-1 and for β-carotene was 6.4 ± 1.5 mg 100 g-1.

Experimento didático de quimiometria para análise exploratória de óleos vegetais comestíveis por espectroscopia no infravermelho médio e análise de componentes principais: um tutorial, parte I

This manuscript aims to show the basic concepts and practical application of Principal Component Analysis (PCA) as a tutorial, using Matlab or Octave computing environment for beginners, undergraduate and graduate students. As a practical example it is shown the exploratory analysis of edible vegetable oils by mid infrared spectroscopy.

Análise do investimento em climatização para bovinos de leite em sistema de alojamento free-stall

The difficulty in adapting European dairy cows breeds in Brazil affect considerably the milk production sector. Brazilian climatic conditions are not totally favorable and the development of new tecnologies is needed for the animals express their genetic potential, as well as their best feed conversion. An economical analysis of the applied investment in the free-stall climatization equipment in dairy housing, for estimating studies related to profit, possibility of return investment as well as time for this return is necessary. The objective of this research was to evaluate the influence of climatization investment in the milk production process and analyze the economical aspect of this investment. There were used 470 high productive dairy cows with genetic and morphologic homogeneous characteristics, and analyzed in two similar periods. Investment calculations were done using Excell®. The results were satisfactory and the invested capital was proved to return to the producer in a short term, 57 days.

Modelo de programação quadrática para análise da movimentação logística e comercialização da soja brasileira

The purpose of this work was to analyze the logistical distribution of Brazilian soybean by applying a quadratic programming to a spatial equilibrium model. The soybean transportation system is an important part of the soybean complex in Brazil, since the major part of the costs of this commodity derives from the transportation costs. Therefore, the optimization of this part of the process is essential to a better competitiveness of the Brazilian soybean in the international market. The Brazilian soybean complex have been increasing its agricultural share in the total of the exportation value in the last ten years, but due to other countries' investments the Brazilian exportations cannot be only focused on increasing its production but it still have to be more efficient. This way, a model was reached which can project new frames by switching the transportation costs and conduce the policy makers to new investments in the sector.

Análise de aspectos socioeconômicos e tecnológicos da agropecuária na Bacia Hidrográfica do Rio Mogi Guaçu

Currently, owing to the occurrence of environmental problems, along with the need of environmental preservation, both the territory management of Hydrographic Basin and the conservation of natural resources have proven to have remarkable importance. Thus, the mean goal of the research is to raise and scrutinize social-economic and technologic data from the Mogi Guaçu River Hydrographic Basin (São Paulo, Brazil). The aim is to group municipalities with similar characteristics regarding the collected data, which may direct joint actions in the Hydrographic Basin Management. There were used both the methods of factorial analysis and automatic hierarchical classifications. Additionally, there is going to be applied a Geographical Information System to represent the outcomes of the methods aforementioned, through the evolvement of a geo-referenced database, which will allow the obtainment of information categorically distributed including theme maps of interest. The main characteristics adopted to group the municipalities were: agricultural area, sugar cane production, small farms, animal production, number of agriculture machinery and equipments and agricultural income. The methodology adopted in the Mogi Guaçu River Hydrographic Basin will be analyzed vis-à-vis its appropriateness on basin management, as well as the possibility of assisting the studies on behalf of the São Paulo Hydrographic Basin groups, to regional development.