Influência da vazão de água sobre o rendimento de um coletor solar plano construído em termoplástico

ResumoAvaliou-se o rendimento térmico de um coletor solar plano construído em termoplástico, em condições reais de operação, registrando as temperaturas de entrada e de saída de água na placa, mediante quatro distintas vazões mássicas de água: 0,026 kg s-1; 0,04 kg s-1; 0,054 kg s-1; e 0,068 kg s-1. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Termodinâmica e Energia da Faculdade de Engenharia Agrícola da Unicamp. Com base nos valores de temperatura da água na entrada e na saída das placas, foram calculados os valores de potência térmica [W m-2]. O maior valor médio diário de potência térmica (753 W m-2) foi obtido para a vazão de 0,054 kg s-1. Para a maior vazão (0,068 kg s-1), o valor de potência térmica foi similar ao obtido para a vazão de 0,04 kg s-1 (715 W m-2), mostrando a existência de uma vazão ótima de operação.

Avaliação do bombeamento de água em um sistema alimentado por painéis fotovoltaicos

O presente trabalho foi desenvolvido com a finalidade de avaliar um sistema de bombeamento de água acionado por painéis fotovoltaicos instalados nas dependências da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Medianeira - PR. O município está localizado no oeste paranaense (25º17'43" S; 54º03'38" e 500,7 m). O sistema trabalhou em situação real de funcionamento, bombeando água à altura de 20 m. Foram coletados dados de fevereiro a novembro de 2005; utilizou-se coletor de dados computadorizado da Campbell Scientific INC. , que possibilitou adquirir e armazenar os dados de irradiância solar no plano do painel, tensão e corrente gerada, temperatura no painel e vazão. Por meio de cálculos, obtiveram-se os valores de potência e eficiência do sistema. O solstício de inverno apresentou eficiência de 9,58% com bombeamento diário de 2.056 litros, enquanto o solstício de verão apresentou eficiência de 9,07% com bombeamento diário de 2.377 litros. A maior eficiência nos dias de inverno está ligada às menores temperaturas se comparada aos dias de verão, e o fator que provocou a maior vazão de água bombeada nos dias de verão está atrelado ao tempo de insolação, que é maior se comparado aos dias de inverno.

Avaliação de controles PID adaptativos para um sistema de aquecimento resistivo de água

O trabalho consiste na implementação de um controle convencional PID/SISO-feedback para obter um ajuste fino na temperatura de entrada da água de aquecimento em um processo de pasteurização. Para isto utilizou-se uma resistência de 2500 Watts instalada na linha do fluido secundário da seção de aquecimento do pasteurizador e um Pt100 para a medição de sua temperatura. Como o comportamento desta temperatura em função de uma mesma perturbação degrau de potência na resistência é dependente da vazão de trabalho, objetivou-se encontrar um controle único para que a mesma fosse mantida no set-point desejado na faixa de operação de vazão da água do processo (300 a 700L/h). Três sintonias para o controlador adaptativo PID foram testadas: a primeira consistiu na implementação de uma função adaptativa dos parâmetros PID, ajustada através dos valores individuais obtidos para cada vazão de trabalho conforme metodologia da curva de reação do processo; a segunda consistiu em configurar os parâmetros do PID com os valores médios destes calculados individualmente para cada vazão, e a terceira consistiu na sintonia através de uma função adaptativa ajustada pelos parâmetros de sintonia obtidos pela metodologia de Aström & Hägglund. A avaliação do desempenho das sintonias dos controladores adaptativos foi realizada por comparação dos valores dos índices de erro, obtidos por perturbações do sistema em malha fechada na vazão de água. Os resultados obtidos mostraram que dentre as sintonias testadas, a terceira sintonia, popularmente conhecida como "Bang-Bang", apresentou menores oscilações e os menores valores dos índices de erros.

Avaliação da uniformidade em microaspersor autocompensante Naandan 2002 utilizando água com alto teor de ferro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Vazão de grãos em um silo cilíndrico: uma atividade experimental

O fluxo de materiais granulares é pouco discutido nos livros de física básica, apesar de que sistemas de grãos estão muito presentes na vida cotidiana. Este trabalho mostra o desenvolvimento de um sistema experimental relativamente simples para estudar a vazão de grãos de arroz e de açúcar. O aparelho é constituído por um silo cilíndrico com uma abertura circular no fundo e uma balança. A balança é conectada a um computador para monitorar a massa como função do tempo dos grãos que saem do silo. Foram realizadas medidas para diferentes diâmetros da abertura de saída do silo e diferentes alturas iniciais da coluna de grãos. Para fins didáticos, o mesmo sistema foi usado para medir a vazão de água. Os resultados claramente ilustram as diferenças entre os dois tipos de fluidos e podem ser facilmente reproduzidos em sala de aulas.

Estudo experimental de escoamentos em rios com vegetação nas margens

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil - Perfil Construção

Tratamento de efluentes oleosos por floculação pneumática em linha e separação por flotação : processo FF

A separação/remoção de óleos emulsificados em água foi estudada, utilizando um novo processo baseado nas técnicas de floculação pneumática em linha, seguida de separação por flotação (denominado de processo de Floculação-Flotação ou processo FF). A primeira etapa do estudo foi o projeto, construção e montagem de um sistema piloto de geração de emulsões, floculação pneumática em linha e de separação por flotação, instalado no Laboratório de Águas Oleosas, na Refinaria Alberto Pasqualini (REFAP S.A.), Canoas-RS. Após esta etapa, foram realizados estudos utilizando água oleosa sintética, visando caracterizar e otimizar os principais parâmetros da floculação pneumática, fase determinante no processo FF. Os resultados mostraram que a melhor eficiência, 93 %, foi obtida quando da utilização de um floculador tipo serpentina de 20 elementos de mistura (MS-20), uma concentração de 2 mg/L de floculante (PVA) e uma vazão de ar de 40 L/min. Esta eficiência correspondeu a uma concentração residual de óleo na água tratada de 10 mg/L. Foi demonstrado ainda que, independentemente do tipo de floculador e da vazão de água oleosa, a remoção de óleo é determinada pela perda de carga resultante da injeção de ar antes do floculador. No estudo do tratamento do efluente oleoso proveniente da saída do separador PPI (REFAP S.A.), os melhores resultados foram obtidos utilizando-se o Mafloc-489 (floculante catiônico de alto peso molecular), em uma concentração de 6 mg/L, proporcionando uma concentração residual de óleo no efluente tratado de 8 mg/L (91 % de remoção) O processo de Floculação-Flotação estudado, demonstrou ser também eficiente na remoção de outros poluentes do efluente, além do óleo. Nas melhores condições operacionais, foram removidos 87 % da turbidez, 90 % dos sólidos suspensos, 91 % do óleo e 56 % da demanda química de oxigênio (DQO), proporcionando, em apenas uma etapa de tratamento, um efluente tratado com níveis de poluentes analisados abaixo do padrão exigido pelo órgão ambiental Estadual (FEPAM). Os principais mecanismos envolvidos no processo FF estão relacionados com a irreversibilidade na adsorção do polímero sob turbulência e a conformação deste na interface óleo/água/ar. O alto grau de cisalhamento, resultado dos fluxos volumétricos de ar e água, e a maior “insolubilidade” (precipitação) do polímero na interface ar/água, facilitam a geração de grandes flocos aerados de estrutura fibrosa. Esses resultados e outros obtidos com diferentes efluentes reais e suspensões sólidas mostraram que o processo FF possui um elevado potencial como nova operação unitária de separação líquido1/líquido2, sólido/líquido ou sólido/líquido1/líquido2. As principais vantagens do FF são os baixos custos envolvidos (investimento e operacional), a simplicidade dos elementos construtivos (compactos), a confiabilidade nos resultados e sua elevada capacidade de tratamento (> 60 m3/m2/h).

Modelagem e previsão da perda de injetividade em poços canhoneados

Waterflooding is a technique largely applied in the oil industry. The injected water displaces oil to the producer wells and avoid reservoir pressure decline. However, suspended particles in the injected water may cause plugging of pore throats causing formation damage (permeability reduction) and injectivity decline during waterflooding. When injectivity decline occurs it is necessary to increase the injection pressure in order to maintain water flow injection. Therefore, a reliable prediction of injectivity decline is essential in waterflooding projects. In this dissertation, a simulator based on the traditional porous medium filtration model (including deep bed filtration and external filter cake formation) was developed and applied to predict injectivity decline in perforated wells (this prediction was made from history data). Experimental modeling and injectivity decline in open-hole wells is also discussed. The injectivity of modeling showed good agreement with field data, which can be used to support plan stimulation injection wells

The fate of copepod populations in the Paranapanema River (São Paulo, Brazil), downstream from the Jurumirim dam

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Annual and short-term variability in primary productivity by phytoplankton and correlated abiotic factors in the Jurumirim Reservoir (São Paulo, Brazil)

A variabilidade anual da produção fotossintética (PP) pelo fitoplâncton na zona da barragem da Represa de Jurumirim (São Paulo, Brasil) foi medida após um estudo no período de três anos sucessivos, com o objetivo de identificar padrões recorrentes e suas causas. Medidas da variabilidade da PP em escala diária foram obtidas em dois períodos do ano (estações seca e chuvosa). Nenhum padrão recorrente foi verificado nos dados de PP, visto não haver relação de sua variabilidade com nenhum fator hidrológico (precipitação, nível e vazão de água e washout) nem, aparentemente, com as condições nutritivas da água. A análise de componentes principais revelou que a PP e a taxa de assimilação foram mais elevadas na época do ano em que o conteúdo de PO4(3-) e N-NH4+ foi mais baixo e quando as razões Z EU/Z MIX foram mais elevadas. A produtividade primária/área pode ser estimada pela razão entre a produtividade volumétrica máxima e o coeficiente de extinção vertical da luz. Entretanto, a biomassa integrada na Z EU foi um pobre preditor da produtividade primária/área. Nenhuma correlação foi encontrada entre a temperatura da água com a produtividade primária (por área e volumétrica máxima). em conseqüência, o estudo da PP em três anos sucessivos mostrou que o padrão de variabilidade é tipicamente caótico. em relação às medidas de curta duração, maior PP foi encontrada na estação seca do que na chuvosa. em ambos os períodos, a variabilidade da PP (por área) foi de aproximadamente 35-40%. O padrão foi atribuído não somente à variação na concentração dos nutrientes mas também à magnitude de penetração de luz na água associado ao regime de circulação. Um comentário sobre a relação entre produção primária pelo fitoplâncton com produção pesqueira é também apresentada.

Avaliação de um biorreator rotativo para fermentação em estado sólido

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Levantamento de coeficientes de desempenho de armazenador térmico associado a refrigerador doméstico modificado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de prevalência da esquistossomose mansônica no bairro do Maracajá, distrito de Mosqueiro, Belém, Pará

A esquistossomose mansônica é uma das doenças parasitárias mais difundidas no mundo e tem prevalência maior nos países em desenvolvimento, constituindo atualmente um sério problema de saúde pública no Brasil. Em Belém-PA, no Distrito Administrativo de Mosqueiro (DAMOS), há possibilidades de ocorrência de casos autoctones de esquistosomose mansônica, devido a proximidade geográfica com outras áreas onde há registros deste agravo, bem como, pela presença de outros fatores ambientais de risco, como a presença do Biomphalaria straminea. Com a proposta de determinar a prevalência de esquistosomose mansônica no bairro do Maracajá-DAMOS, foi realizado um estudo transversal prospectivo no período entre março de 2011 a janeiro de 2012, através de inquérito coproscópico pelo método quantitativo de Kato-Katz, associado a inquérito sócio-demográfico e ambiental da localidade. Participaram do universo amostral 407 indivíduos incluídos na atenção da Estratégia Saúde da Família, que aceitaram espontaneamente participar da pesquisa, segundo os preceitos éticos vigentes. O perfil sócio-demográfico populacional mostrou predomínio da faixa etária entre 11 e 40 anos, sem diferenças quanto ao gênero, cuja ocupação de dona de casa e estudante, com ensino fundamental incompleto foram as mais citadas. A maioria dos moradores nasceu e procede do DAMOS, residentes no bairro do Maracajá há mais de 20 anos, sem relatos importantes de deslocamentos para outras localidades. A maioria das residências apresentaram serviço de água encanada, com banheiro interno, presença de sanitário com destino das fezes em fossa séptica. As coleções hídricas peridomiciliares se caracterizaram por valas de baixo fluxo e com pequena vazão de água, alta concentração de produtos orgânicos, presença de vegetação macrófitica e do vetor Biomphalaria straminea. Esta população referiu não ter contato com as coleções hídricas e desconhecer o planorbideo vetor, assim como a própria esquistossomose. O inquérito coproscópico resultou em 100% de lâminas negativas quanto a identificação de ovos do S. mansoni, levando a conclusão que embora o bairro do Maracajá ainda seja indene, possui vários fatores para a instalação de um foco de transmissão ativa de esquistossomose, mas ainda existe um frágil equilíbrio ecológico, sustentado pela reduzida exposição dos indivíduos às coleções hídricas, pouco deslocamento da população para áreas com focos estabelecidos da endemia e razoável cobertura de esgotamento sanitário. Este conjunto de variáveis tem funcionado como fatores limitantes ao processo de endemização da esquistossomose no bairro do Maracajá, entretanto deve ser mantido sob vigilância pelas peculiaridades propicias ao fechamento do ciclo do S. mansoni.

Análise da troca de calor em sistemas de injeção de termoplásticos – um estudo de caso: polipropileno

The purpose of this work was to define the processes through which the cooling of thermoplastics parts occur inside the mold cavity in an injection process. The plastic materials have become more widespread in the automobile industry and, among its manufacturing processes, injection moulding develops quickly, allowing the manufacturing of quality parts in great volumes. Data was collected from the injection of Volkswagen Gol NF 23X (Gol Generation 5). Using approximated methods for calculation for the heat Exchange inside the mould, in the cooling system, the required water flow was determined to properly cool the parts. Comparing the obtained value with Project specifications, it was verified that the method, in spite of incurring in some mistakes, is efficient in determining the flow of cooling fluid and serves as a verification tool for the parameters defined on project, and can be applied to simple projects. The definition of the cooling system, in practice, is dependent on innumerable variables and each case must be approached in itself, since the parameters for one product may not be ideal for another

Aplicação de métodos matemáticos no dimensionamento da potência necessária para a irrigação através de motores elétricos

É comum nas áreas rurais a utilização de métodos de irrigação que consistem em bombear a água de açudes, lagoas e rios para irrigar a terra onde está sendo cultivada determinada cultura. Em geral esse bombeamento é feito por motores movidos á energia elétrica ou á óleo diesel. Este trabalho visa avaliar os motores elétricos de baixa potência que são usados para irrigar pequenas áreas plantadas através de bombeamento de água de açudes, lagoas etc. Os métodos a serem usados competem á aplicação da Física e do Calculo Diferencial e Integral, através do uso de conceitos,integrais definidas e do uso de sólidos de revolução para simulação. Poderão ser feitas associações entre vazão de água, potência necessária para o serviço, a quantidade de tempo que a reserva de água sustenta o bombeamento. Depois de feito os cálculos pode se concluir sobre o tipo de motor e potencia mais adequada para tal serviço. Este projeto visa avaliar o desempenho de motores elétrico de baixa potencia no bombeamento de água através de métodos pertinentes ao calculo diferencial e integral e ao mesmo tempo poder mostrar uma das várias aplicações desta disciplina. Após os cálculos realizados espera-se obter conclusões sobre os motores elétricos e fazer a associação do serviço que é recomendado para o seu uso. Serão utilizados métodos do cálculo diferencial e Integral para a avaliação do desempenho do motor e conceitos da Física para determinação e associação entre potência dissipada e vazão de água.