Dissertations / Theses on the topic 'Compressed CO2'

La malaltia de Fabry és un trastorn d’emmagatzematge lisosòmic (LSD), una malaltia rara causada per una mutació gènica en el cromosoma X, que codifica l’enzim α-galactosidasa A (GLA). La GLA hidrolitza els residus α-D-galactosils terminals de glicosfingolípids neutres. Així, la manca d’aquest enzim provoca l’acumulació d’aquestes molècules, principalment globotriaosilceramida (Gb3), als lisosomes d’algunes cèl·lules. El tractament real es basa en la teràpia de reemplaçament d’enzim (ERT) que consisteix en l’administració intravenosa de l’enzim deficient. Tot i això, l’èxit es limita a causa d’inconvenients substancials, com l’aprofitament del flux sanguini, la degradació per proteases, la baixa efectivitat quan els òrgans ja estan danyats i l’elevat cost de la teràpia, entre d’altres. En els darrers anys, la nanotecnologia ha sorgit com una potent eina per desenvolupar nanosistemes enzimàtics carregats per tal de millorar l’eficàcia de l’ERT i minimitzar els seus efectes secundaris. L’objectiu d’aquests nanomaterials és augmentar la biodisponibilitat de l’enzim, evitar la seva degradació, controlar el temps de circulació i la velocitat d’alliberament. Els nanocarriers es poden funcionalitzar amb unitats (com el pèptid RGD) que proporcionen el reconeixement de marcadors expressats per cèl·lules malaltes, assegurant així la correcta distribució de l’enzim. Probablement els més utilitzats per a la distribució de medicaments són nano-transportadors basats en vesícules i polímers. De fet, les vesícules han servit com a vehicles de lliurament convenients per a compostos biològicament actius, ja que són no tòxics, biodegradables i no immunogènics. En nanocarriers basats en vesícules, com els liposomes, les propietats farmacològiques depenen fortament de les característiques estructurals dels conjugats. En conseqüència, un alt grau d’homogeneïtat estructural pel que fa a la mida, la morfologia i la composició és crucial per al seu òptim rendiment. La metodologia DELOS-SUSP (Depressurització d’una suspensió orgànica expandida-solució) desenvolupada pel grup Nanomol permet produir suspensions col·loïdals utilitzant CO2 comprimit com a co-dissolvent en un procés d’un sol pas. Aquesta tecnologia permet la preparació de petites vesícules unilamel·lars amb gran homogeneïtat estructural. A més, DELOS-SUSP permet l’encapsulació simultània de diferents bioactius com el pèptid RGD i la proteïna GLA en els liposomes. Aquesta tesi doctoral ha utilitzat aquests liposomes amb RGD i GLA per generar una prova sòlida de concepte per al tractament de la malaltia de Fabry. Concretament, la primera part d’aquest treball s’ha centrat en la comprensió precisa de l’organització supramolecular d’aquests liposomes i la seva capacitat per degradar Gb3 en models in vitro. A més, utilitzant un nou procediment de diafiltració i concentració, aquests liposomes han aconseguit la concentració requerida de GLA per realitzar assajos in vivo amb èxit. S’ha desenvolupat una metodologia HPLC per assegurar la qualitat farmacèutica dels portadors de liposomes en termes de composició química. Aquesta composició química també s’ha optimitzat amb l’addició d’una petita quantitat de tensioactiu MKC. Un altre objectiu important ha estat estudiar l’impacte del mode de funcionalització RGD dels nanoliposomes en les propietats fisicoquímiques i la internalització cel·lular. Totes les caracteritzacions fisicoquímiques i els assajos in vitro i in vivo, realitzats en aquesta tesi, van contribuir a demostrar que els liposomes-RGD carregats de GLA tenen un enorme potencial per utilitzar-se com nanomedicina per al tractament de la malaltia de Fabry.<br>La enfermedad de Fabry es un trastorno de almacenamiento lisosomal (LSD), una enfermedad rara causada por una mutación genética en el cromosoma X, que codifica la enzima α-galactosidasa A (GLA). La GLA hidroliza los residuos terminales de α-D-galactosilo a partir de glicosfingolípidos neutros. Por lo tanto, la falta de esta enzima provoca la acumulación de estas moléculas, principalmente globotriaosilceramida (Gb3), en los lisosomas de algunas células. El tratamiento actual se basa en la terapia de reemplazo enzimático (ERT) que consiste en la administración intravenosa de la enzima deficiente. Sin embargo, hay inconvenientes sustanciales, como la eliminación de la enzima del torrente sanguíneo, la degradación por proteasas, la baja efectividad cuando los órganos ya están dañados y el alto costo de la terapia, entre otros. En los últimos años, la nanotecnología se ha convertido en una potente herramienta para desarrollar nanosistemas cargados de enzima para mejorar la eficacia de ERT y minimizar sus efectos secundarios. El objetivo de estos nanomateriales es aumentar la biodisponibilidad de la enzima, evitar su degradación, controlar el tiempo de circulación y la velocidad de liberación. Estos vehículos pueden funcionalizarse con unidades (como el péptido RGD) que facilitan su reconocimiento por los marcadores expresados en las células enfermas, asegurando así la distribución correcta de la enzima. Probablemente, los más utilizados para la administración de fármacos son los vehículos basados en vesículas y polímeros. De hecho, las vesículas han servido como vehículos de suministro convenientes para compuestos biológicamente activos, ya que no son tóxicos, son biodegradables y no son inmunogénicos. En estos vehículos basados en vesículas, como los liposomas, las propiedades farmacológicas dependen en gran medida de las características estructurales de los conjugados. En consecuencia, un alto grado de homogeneidad estructural con respecto al tamaño, la morfología y la composición es crucial para su rendimiento óptimo. La metodología DELOS-SUSP (Despresurización de una solución-suspensión orgánica expandida) desarrollada por el grupo Nanomol permite la producción de suspensiones coloidales utilizando CO2 comprimido como codisolvente en un proceso de un solo paso. Esta tecnología permite la preparación de pequeñas vesículas unilamelares con gran homogeneidad estructural. Además, DELOS-SUSP permite la encapsulación simultánea de diferentes bioactivos como el péptido RGD y la proteína GLA en los liposomas. Esta tesis doctoral ha utilizado estos liposomas con RGD y GLA para generar una prueba de concepto sólida para el tratamiento de la enfermedad de Fabry. Concretamente, la primera parte de este trabajo se ha centrado en la comprensión de la organización supramolecular de estos liposomas y su capacidad para degradar Gb3 en modelos in vitro. Además, utilizando un nuevo procedimiento de diafiltración y concentración, estos liposomas han alcanzado la concentración requerida de GLA para realizar con éxito ensayos in vivo. Se ha desarrollado una metodología de HPLC para garantizar la calidad farmacéutica de los liposomas en términos de composición química. Esta composición química también se ha optimizado con la adición de una pequeña cantidad del surfactante MKC. Otro objetivo importante ha sido estudiar el impacto del modo de funcionalización RGD de los nanoliposomas en las propiedades fisicoquímicas y la internalización celular. Todas las caracterizaciones fisicoquímicas y los ensayos in vitro e in vivo, realizados en esta tesis, contribuyeron a demostrar que los liposomas-RGD cargados con GLA tienen un enorme potencial para ser utilizados como nanomedicina para el tratamiento de la enfermedad de Fabry.<br>Fabry disease is a lysosomal storage disorder (LSD), a rare disease caused by a gene mutation on the X-chromosome, which encodes α-galactosidase A (GLA) enzyme. The GLA hydrolyzes terminal α-D-galactosyl residuals from neutral glycosphingolipids. Thus, the lack of this enzyme causes the accumulation of these molecules, mainly globotriaosylceramide (Gb3), at the lysosomes of some cells. The actual treatment is based in the enzyme replacement therapy (ERT) which consists in the intravenous administration of the deficient enzyme. However, the success is limited due to substantial drawbacks, like the clearance from the blood stream, the degradation by proteases, the low effectiveness when the organs are already damaged and high cost of the therapy, among others. In recent years, nanotechnology has arised as a powerful tool to develop enzyme-loaded nanosystems in order to ameliorate ERT efficacy and minimize its side effects. The objective of these nanomaterials is to increase the bioavailability of the enzyme, avoid its degradation, control the circulation time and release rate. Nanocarriers can be functionalized with targeting units (like RGD peptide) that provide recognition of markers expressed by sick cells, thus assuring the correct distribution of the enzyme. Probably the most widely used for drug delivery purposes are vesicle and polymer based nanocarriers. Indeed, vesicles have served as convenient delivery vehicles for biologically active compounds since they are non-toxic, biodegradable and non-immunogenic. In vesicle-based nanocarriers, such as liposomes, the pharmacological properties strongly depend on the structural characteristics of the conjugates. Consequently, a high degree of structural homogeneity regarding size, morphology and composition is crucial for their optimum performance. DELOS-SUSP (Depressurization of an Expanded Organic Solution-Suspension) methodology developed by Nanomol group enables the production of colloidal suspensions using compressed CO2 as a co-solvent in a one-step process. This technology allows the preparation of small unilamellar vesicles with large structural homogeneity. Moreover, DELOS-SUSP permits the simultaneous encapsulation of different bioactives like RGD peptide and GLA protein in the liposomes. This PhD Thesis has used these liposomes with RGD and GLA to generate a solid proof of concept for the treatment of Fabry disease. Concretely, the first part of this work has been focused in the precise understanding of the supramolecular organization of these liposomes and their ability to degrade Gb3 in in vitro models. In addition, using a new diafiltration and concentration procedure, these liposomes have achieved the required concentration of GLA to successfully perform in vivo assays. An HPLC methodology has been developed to ensure the pharmaceutical quality of the liposomes carriers in terms of chemical composition. This chemical composition has also been optimized with the addition of a small quantity of the MKC surfactant. Another important objective has been to study the impact of RGD functionalization mode of the nanoliposomes in the physicochemical properties and cellular internalization. All the physicochemical characterizations and the in vitro and in vivo assays, performed in this thesis, contributed to demonstrate that GLA loaded liposomes-RGD have an enormous potential to be used as nanomedicine for the treatment of Fabry disease.

La fabricación ascendente de nanoestructuras supramoleculares definidas es clave para el desarrollo de nuevos materiales funcionales basados en sistemas autoensamblados. En este marco, los liposomas son algunos de los nanoobjetos autoensamblados más estudiados desde su descubrimiento fortuito en 1964. Estos sistemas se describen como vesículas, formadas por fosfolípidos, compuestas de una o más bicapas lipídicas concéntricas que rodean compartimentos acuosos. Los liposomas están ampliamente reconocidos como portadores farmacéuticos debido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad y baja toxicidad. Actualmente estas nanoestructuras se utilizan en uso clínico para una variedad de indicaciones contra el cáncer, enfermedades inflamatorias y dermatológicas, y en diversos tipos de vacunas. A pesar de su versatilidad y biocompatibilidad, el traslado a uso clínico de formulaciones liposomales está obstaculizado por la tendencia a agregación que tienen estos sistemas lipídicos autoensamblados y por su bajo grado de homogeneidad estructural, atributos críticos de calidad con un alto impacto en las propiedades farmacológicas. Los liposomas corresponden a estados metaestables cinéticamente atrapados, que se forman por el aporte de energía externa a una fase lamelar plana (por ejemplo, sonicación o filtración mecánica). La estabilidad de estas estructuras está cinéticamente limitada debido a que sus componentes lipídicos son muy insolubles, y por lo tanto, las fase lamelar plana colapsada es el estado de equilibrio de la agregación. Además, los liposomas sufren alteraciones químicas y físicas, que acortan su vida útil y limitan, como consecuencia, la estabilidad y las condiciones de almacenamiento de los fármacos. Debido a estas condiciones especiales de preparación y almacenamiento, junto con el elevado precio de los fosfolípidos, existe un gran interés en la búsqueda de nuevos componentes que se autoensamblen en vesículas estables y que cumplan los estándares de calidad requeridos en formulaciones farmacéuticas. El uso de surfactantes, como moléculas sustitutas más económicas y más estables que los fosfolípidos, ha surgido como una opción muy interesante para la producción industrial de los sistemas vesiculares en aplicaciones farmacéuticas y cosméticas. Además, se ha demostrado que el uso de colesterol en muchas formulaciones vesiculares, ayuda a modular la fluidez de la bicapa, reducir las fugas y mejorar la eficiencia de encapsulación (EE) de los fármacos. Por lo tanto, en la búsqueda de nuevas formulaciones de vesículas estables no liposomales, es muy interesante la formación de vesículas basadas en colesterol. En este marco, el grupo Nanomol descubrió la formación de unas nuevas nanovesículas utilizando mezclas acuosas de colesterol y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (CTAB), un surfactante catiónico. Esta formación vesicular se logró mediante una tecnología basada en fluidos comprimidos, el método DELOS-SUSP. Es importante destacar que ninguno de los componentes individuales que forman estas nuevas nanovesículas se autoensamblan para formar estructuras vesiculares, ya que en agua los esteroles insolubles forman cristales y los surfactantes de amonio cuaternario forman micelas. En vista de la alta estabilidad que estas vesículas supramoleculares basadas en colesterol mostraron, esta Tesis se ha dedicado al estudio profundo del fenómeno de autoensamblaje y del comportamiento de fases relacionado con estas nuevas nanoestructuras. Hemos reportado la capacidad de surfactantes iónicos y colesterol para autoensamblarse conjuntamente formando en medios acuosos bicapas cerradas, que hemos nombrado quatsomes. Hemos investigado estas nanovesículas no liposomales a diferentes niveles, desde su formación hasta sus aplicaciones. Además, hemos estudiado la formación de otras estructuras supramoleculares basadas en colesterol, con morfología no vesicular, por el proceso DELOS-SUSP. Por lo tanto, esta Tesis contribuye a mejorar el conocimiento de las organizaciones supramoleculares basadas en colesterol y demuestra el enorme potencial de las metodologías basadas en fluidos comprimidos para la producción de nanoestructuras coloidales autoensambladas estables con un alto contenido de colesterol.<br>The bottom-up fabrication of defined supramolecular nanostructures is key to the development of novel functional materials based on self-assembling systems. In this regard, liposomes are among the most studied self-assembled nanoobjects since their serendipitous discovery in 1964. They are defined as phospholipid vesicles consisting of one or more concentric lipid bilayers surrounding aqueous compartments. Liposomes are well recognized as pharmaceutical carriers because of their biocompatibility, biodegradability and low toxicity. They constitute one of the most successfully translated delivery systems that are currently in clinical use for a variety of indications against cancer, inflammatory and dermatological diseases, and in various types of vaccines. Despite their versatility and biocompatibility, the translation to the clinic of liposomal formulations could be hindered by the tendency of these lipid self-assemblies to aggregate and by their low degree of structural homogeneity, which are critical quality attributes with a major impact on the pharmacological properties. Liposomes correspond to metastable kinetically trapped states, which are formed by the input of external energy on a planar lamellar phase (e.g., sonication or mechanical filtration). The stability of these structures is kinetically limited because their lipid building blocks are highly insoluble, and therefore, the collapsed planar lamellar is the equilibrium state of aggregation. Additionally, liposomes suffer chemical and physical alterations, which shorten their shelf-life and limit, as a consequence, drug stability and conditions of storage. Due to these special conditions of preparation and storage together with the elevated price of phospholipids, there is a great interest in finding nonphospholipid building blocks or tectons, which self-assemble into stable vesicles and which satisfy the quality standards required in pharmaceutical formulations. The use of surfactants as cheaper and more stable substitutive molecules than phospholipids has emerged as a really interesting choice for the industrial production of vesicular systems in pharmaceutical and cosmetic applications. Besides, it has been proved that the use of cholesterol in many vesicle formulations helps to modulate the bilayer fluidity, to reduce the leakage, and to enhance the encapsulation efficiency (EE) of drugs. Therefore in the finding of stable non-liposomal vesicle-like assemblies, it is considerably interesting the formation of cholesterol-based supramolecular vesicles. Within this framework, Nanomol group discovered the formation of novel stable non-liposomal nanovesicles using aqueous mixtures of cholesterol and hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), a cationic surfactant. This vesicle formation was achieved by a compressed fluid (CF)-based technology, the DELOS-SUSP method. It is noteworthy that none of the individual components of these novel nanovesicles self-assemble to form vesicular structures, since in water the insoluble sterol species form crystals and quaternary ammonium surfactants form micelles. In view of the high stability that these cholesterol-based supramolecular vesicles exhibited, this Thesis has been devoted to deep study the self-assembling phenomena and phase behavior related to these new nanostructures. We have reported on the ability of ionic surfactants and cholesterol to self-assemble forming stable amphiphilic building-blocks with the appropriate structural characteristics to form, in aqueous phases, closed bilayers, which we named quatsomes. We have investigated these novel non-liposomal nanovesicles at different levels, from their formation up to their applications. Furthermore, we have also studied the formation of other cholesterol-based supramolecular assemblies with non-vesicular morphology by the DELOS-SUSP process. This Thesis therefore contributes to improve the knowledge about cholesterol-based supramolecular assemblies and demonstrates the enormous potential of CF-based methodologies for the production of stable self-assembled colloidal nanostructures with high content of cholesterol.

L’innovation technologique dans les filières énergétiques est une manière pertinente de réaliser des économies d’énergie et de répondre aux préoccupations environnementales. Le chauffage représente la principale consommation d’énergie dans le secteur de l’habitat en France et contribue fortement aux rejets de gaz à effet de serre. Un nouveau conceptde compresseur thermique a été développé par la société boostHEAT. Il est destiné à remplacer le compresseur mécanique conventionnel d’un système de pompe à chaleur au CO2 pour former un système “tritherme”. Ce compresseur thermique est constitué d’un cylindre muni d’un piston déplaceur, d’un échangeur réchauffeur, d’un régénérateur etd’un échangeur refroidisseur. Le réchauffeur est connecté à la partie chaude du cylindre d’une part, et au régénérateur, d’autre part. Le refroidisseur est connecté au régénérateur d’une part, et à la partie froide du cylindre d’autre part. Cette dernière est connectée à la branche basse pression (évaporateur) de la pompe à chaleur par un clapet d’admission, età la branche haute pression de la pompe à chaleur (échangeur haute pression) par l’intermédiaire d’un clapet de refoulement. Après avoir exposé le principe de fonctionnement du compresseur thermique, la conception de ses principaux composants et le banc d’essai expérimental, nous présentons un modèle détaillé permettant de décrire le fonctionnementdu compresseur thermique et d’étudier l’influence de différents paramètres sur ses performances énergétiques. Le modèle développé est validé par comparaison avec les résultats de l’expérience. Enfin, le cycle de pompe à chaleur au CO2 supercritique, muni de deux étages du compresseur thermique, est étudié et optimisé<br>Technological innovation in energy systems is a good way to improve energy efficiencies and respond to environmental preoccupations. Heating accounts for the primary energy consumption in the housing sector and contributes significantly to emissions of greenhouse gas. A new concept of thermal compressor was developed by the boostHEAT company. It is intended to replace the conventional mechanical compressor of a CO2 heat pump system to form a "trithermal" system.This compressor is made up of a cylinder with a displacer piston, a heater, a regenerator and a cooler. The heater is connected to the hot part of the cylinder on the one hand and to the regenerator on the other hand. The cooler is connected to the regenerator on the one hand and to the cold part of the cylinder on the other hand. The cold part of the cylinder is connected to the low pressure branch of the heat pump (evaporator) through an automatic inlet valve, and to the high pressure branch of the heat pump (gas cooler) through an automatic exhaust valve. After explaining the operating principle of the thermal compressor, the design of its main components and the experimental test bench, we present a detailed model for describing the operation of the thermal compressor. This model allows the study of the influence of several parameters on the energy performance of the thermal compressor. The model is then validated by comparison with experimental results. Finally, the supercritical CO2 heat pump cycle with two stages of thermal compressor is studied and optimized

V posledních několika desetiletích se objevuje snaha o snížení firemních nákladů, stejně tak jako nákladů, které je nucen vynaložit zákazník, čímž se společnosti snaží získat výhodu vůči svým konkurentům na trhu. Spolu s tímto trendem jde i neustálá snaha snížit dopady na životní prostředí. Vývoj stávajících produktů se proto zdá být klíčovým prvkem. Tento dokument se zabývá vývojem pístového kompresoru na CO2 chladivo, který vyrábí společnost Emerson Climate Technologies. Cíl práce je zvýšit COP kompresoru při zachování stávající životnosti kompresoru. Diplomová práce je rozčleněna do několika kapitol, které se zabývají analýzou originálního designu kompresoru, návrhem a vyhodnocením designů nových. Nezbytné teoretické základy mohou být také shlédnuty v počátečních kapitolách. V poslední části dokumentu jsou sdělena možná další vylepšení a případné jiné konstrukce. Vývoj byl zaměřen na sestavu ventilové desky. Na základě několika předpokladů a výsledků analýzy původního designu kompresoru byly navrženy nové konstrukce, které byly dále testovány statickou strukturální analýzou. Pomoci modální analýzy byly také vypočteny vlastní frekvence a vlastní tvary sacího jazýčku. Mimo modální a statické strukturální analýzy byla provedena také CFD analýza. V posledním kroku byly testovány navržené prototypy a jejich výsledky byly porovnány s původním kompresorem. K správnému návrhu bylo zapotřebí programové podpory a to především v podobě MATLABu, ANSYSu WB a Microsoft Excelu. V práci jsou velmi často prezentovány obzvláště výsledky získané v programu ANSYS WB.

Cette thèse évalue d'abord le potentiel thermodynamique du cycle au CO2 supercritique (sc-CO2) pour une large gamme de température de source chaude et étudie son couplage aux applications nucléaires, 45.7% d’efficacité thermique étant obtenu pour un réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium. Des simulations CFD sont réalisées sur un compresseur à échelle réduite et confrontées à une expérience, apportant des éléments de qualification. Des simulations sur un compresseur à échelle 1:1 révèlent des particularités liées à la compression du sc-CO2 au comportement gaz réel, offrant un retour d’expérience pour la conception. Dans ce cadre, une approche de cartes de performance est proposée et validée à l'aide de simulations. Enfin, une étude de la collapse d’une bulle dans le CO2 liquide au voisinage du point critique est réalisée et indique l'absence d’effet destructif de cavitation, ouvrant la voie au fonctionnement du compresseur en phase liquide, lieu optimum de l'efficacité du cycle<br>This study first evaluates the thermodynamic performance of the supercritical CO2 (sc-CO2) cycle in a large range of heat source temperature, with a focus on the nuclear applications; a thermal efficiency of 45.7% is reported for a Sodium-cooled Fast Reactor. Second, CFD simulations have been performed on a small scale sc-CO2 compressor and results have been confronted positively with the experimental data. Simulation results on a real scale compressor have then revealed some particularities during the compression of a real fluid, providing feedbacks for the component design. In addition, a reliable performance maps approach has been proposed for the sc-CO2 compressor and validated using the CFD results. Finally, an investigation of bubble collapse in the liquid CO2 near the critical point has disclosed the likely absence of detrimental effects. As such, risks of cavitation damage should be low, favoring the compressor operation in the liquid region for cycle efficiency improvement

Submitted by jose ferreira (gagliano.fm@gmail.com) on 2018-06-08T14:04:01Z No. of bitstreams: 1 MSC_Ferreira-J-F-M-G_PEI-UFBa_vfinal-grafica.pdf: 3531065 bytes, checksum: 1d1c7708bb21ba9a12c56dac183dd9f0 (MD5)<br>Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-06-11T11:06:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MSC_Ferreira-J-F-M-G_PEI-UFBa_vfinal-grafica.pdf: 3531065 bytes, checksum: 1d1c7708bb21ba9a12c56dac183dd9f0 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2018-06-11T11:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MSC_Ferreira-J-F-M-G_PEI-UFBa_vfinal-grafica.pdf: 3531065 bytes, checksum: 1d1c7708bb21ba9a12c56dac183dd9f0 (MD5)<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES<br>O presente trabalho tem por objetivo analisar os aspectos sociotécnicos que afetam a continuidade operacional através de um estudo de caso com aplicação de ferramentas da confiabilidade. Para alcançar tal objetivo, esta dissertação foi dividida em quatros etapas: análise preliminar para delimitação do objeto de estudo através do mapeamento da perda de produção, análise do ambiente operacional, estudo das falhas através do diagrama de Ishikawa e da aplicação da confiabilidade para modelagem da taxa de falha, e a aplicação do método SPAR-H (do inglês, Standardized Plant Analysis Risk Human) para quantificação do erro humano em uma tarefa crítica da operação. Foi analisado o ambiente industrial de uma planta petroquímica de fabricação de fertilizantes. Devido às próprias características de complexidade do sistema foram identificados elementos de natureza não técnica (humanos e organizacionais) que influenciam o desempenho das operações e contribuem no processo de desenvolvimento de falhas. Neste ambiente, o nível de automação apresentou-se como um fator limitante na caracterização da falha no formato sociotécnico.

Turbochargers play an important role in increasing the energetic efficiency andreducing emissions of modern power-train systems based on downsized recipro-cating internal combustion engines (ICE). The centrifugal compressor in tur-bochargers is limited at off-design operating conditions by the inception of flowinstabilities causing rotating stall and surge. They occur at reduced enginespeeds (low mass flow rates), i.e. typical operating conditions for a betterengine fuel economy, harming ICEs efficiency. Moreover, unwanted unsteadypressure loads within the compressor are induced; thereby lowering the com-pressors operating life-time. Amplified noise and vibration are also generated,resulting in a notable discomfort. The thesis aims for a physics-based understanding of flow instabilities andthe surge inception phenomena using numerical methods. Such knowledge maypermit developing viable surge control technologies that will allow turbocharg-ers to operate safer and more silent over a broader operating range. Therefore,broadband turbulent enabled compressible Large Eddy Simulation (LES) cal-culations have been performed and several flow-driven instabilities have beencaptured under unstable conditions. LES produces large amounts of 3D datawhich has been post-processed using Fourier spectra and Dynamic Mode De-composition (DMD). These techniques are able to quantify modes in the flowfield by extracting large coherent flow structures and characterize their relativecontribution to the total fluctuation energy at associated. Among the mainfindings, a dominant mode was found which describes the filling and emptyingprocess during surge. A narrowband feature at half of the rotating order wasidentified to correspond to co-rotating vortices upstream of the impeller faceas well as elevated velocity magnitude regions propagating tangentially in thediffuser and the volute. Dominant mode shapes were also found at the rotatingorder frequency and its harmonics, which manifest as a spinning mode shapelocalized at the diffuser inlet. From the compressible LES flow solution one can extract the acoustic infor-mation and the noise affiliated with the compressor. This enable through datacorrelation quantifying the flow-acoustics coupling phenomena in the compres-sor. Detailed comparison of flow (pressure, velocity) and aeroacoustics (soundpressure levels) predictions in terms of time-averaged, fluctuating quantities,and spectra is carried out against experimental measurements.<br><p>QC 20160406</p>

The topic of this diploma thesis is CFD simulation of flow inside CO2 semi-hermetic reciprocating compressor Stream manufactured by Emerson. The goal of this thesis is to analyze critical points inside the compressor with regard to excessive entrainment of oil by flowing refrigerant by means of CFD simulation using ANSYS CFX. Simulation for both single-phase and two-phase flow is part of the thesis and results from them are analysed.

La present tesi realitza un estudi experimental de l'procés de desorció de la barreja CO2 / acetona en un intercanviador de calor de plaques. S'ha realitzat una revisió bibliogràfica de la demanda energètica a nivell industrial per a identificar rangs de temperatures en els quals pot implementar la tecnologia de bomba de calor. El cicle de bomba de calor per compressió / resorció es defineix com una alternativa factible per a l'aprofitament de calor residual a baixa i mitja temperatura (30 - 60ºC) fins a temperatures útils per a processos industrials (> 80ºC). Es realitza la modelització de propietats termodinàmiques de la mescla CO2 / Acetona i de el cicle de bomba de calor per compressió / resorció. Es va realitzar un estudi paramètric de les variables independents i es van obtenir rangs d'operació respecte a pressió, temperatura i composició en els quals el cicle funciona com a bomba de calor. Es van obtenir resultats de l'eficiència de l'cicle i de la relació de cabals. S'han obtingut les condicions d'operació per a dur a terme l'estudi experimental de l'procés de desorció de la barreja en un intercanviador de plaques format per 4 plaques / 3 canals. S'ha dissenyat i construït un equip experimental per caracteritzar el procés de desorció de la barreja CO2 / acetona a l'intercanviador de calor de plaques. S'han obtinguts resultats per al coeficient de transferència de calor de la solució, flux de calor i flux màssic de desorció a l'intercanviador de calor de plaques.<br>La presente tesis realiza un estudio experimental del proceso de desorción de la mezcla CO2/acetona en un intercambiador de calor de placas. Se ha realizado una revisión bibliográfica de la demanda energética a nivel industrial para identificar rangos de temperaturas en los cuales puede implementarse la tecnología de bomba de calor. El ciclo de bomba de calor por compresión/resorción se define como una alternativa factible para el aprovechamiento de calor residual a baja y media temperatura (30 – 60ºC) hasta temperaturas útiles para procesos industriales (>80ºC). Se realiza la modelización de propiedades termodinámicas de la mezcla CO2/Acetona y del ciclo de bomba de calor por compresión/resorción. Se realizó un estudio paramétrico de las variables independientes y se obtuvieron rangos de operación respecto a presión, temperatura y composición en los cuales el ciclo funciona como bomba de calor. Se obtuvieron resultados de la eficiencia del ciclo y de la relación de caudales. Se han obtenido las condiciones de operación para llevar a cabo el estudio experimental del proceso de desorción de la mezcla en un intercambiador de placas formado por 4 placas/3 canales. Se ha diseñado y construido un equipo experimental para caracterizar el proceso de desorción de la mezcla CO2/acetona en el intercambiador de calor de placas. Se han obtenidos resultados para el coeficiente de transferencia de calor de la solución, flujo de calor y flujo másico de desorción en el intercambiador de calor de placas.<br>Heat pump technology is an interesting option to recover waste heat at low temperatures (40 – 60ºC) and upgrade it to temperatures above 80ºC to meet the heat demand in industrial processes, and thus reduce consumption of primary energy and associated CO2 emissions. Current heat pump technologies are limited by the thermodynamic properties of working fluids and the resistance of their components. Compression/resorption heat pumps using refrigerant/absorbent working fluid mixtures such as CO2/acetone can operate at low high pressures with good performances. This research aims to experimentally study the desorption process in a plate heat exchanger of the CO2/Acetone mixture as an alternative for its use in the compression/ resorption heat pump cycle. The experimental results show values for the heat transfer coefficient (hs) between 0.2 and 0.5 kW/ m2K. An increase in the temperature of the heating water and a low temperature difference between the heating water and the temperature of the solution at the desorber´s inlet enhance the heat transfer. The hs value decreases as the pressure of the experiment increases. The heat transfer in the heat exchanger improves with low mass fractions of CO2 in the CO2/Acetone solution (22 % - 25%). The calculated mean vapour quality reaches a maximum value of 16% at a test pressure of 12 bar. The calculated heat transfer in the heat exchanger is between the 1.5 and 5 kW/ m2 range. The calculated desorption flow is between 0.002 and 0.005 kg/s.

A força de compressão entre os fragmentos é um importante fator que interfere na consolidação das fraturas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de cada um dos parafusos sem cabeça de auto compressão com três diâmetros de rosca diferentes, empregados no tratamento das fraturas do escafoide. Utilizando um dispositivo de alumínio acoplado à uma máquina universal de ensaios equipada com uma célula de carga de 50 kgf. Foram utilizados dois blocos de espuma rígida de poliuretana de densidade 0,16 g/cc. Os testes foram realizados com os parafusos HCS da marca Synthes®, com diâmetros de 3,0 mm, 2,4 mm e 1,5 mm. Todos tinham 20 mm de comprimento. Os parafusos foram introduzidos utilizando os princípios da técnica AO, sendo o instrumental fornecido com os parafusos. Foram realizados com os parafusos supracitados fixações com inserção a 90º, 60º, 45º e 30º de inclinação em relação à superfície do bloco. Todos procedimentos foram repetidos por sete vezes, comparando-se os valores obtidos do pico da força de compressão (Força Max), da força de compressão após 20 segundos (Força T1) e da força de compressão após 300 segundos (Força T2). Para as fixações dos parafusos de 3.0 mm e 2.4 mm com 30º de inclinação não houve compressão, devido ao rompimento da superfície do bloco pela rosca da extremidade proximal dos parafusos. A Força Max do parafuso HCS de 3.0 mm foi maior do que a dos parafusos de 2.4 mm em todas as comparações. A relação entre as Força T2/Força T1 foram semelhante em todas as comparações, isto é, não apresentaram diferença estatística, e demostraram que a acomodação dos parafusos não foi relacionada ao diâmetro da rosca dos parafusos. Concluímos que a força de compressão entre os fragmentos foi maior quando o diâmetro da rosca do parafuso também foi maior, independente da posição da inserção em relação à fratura<br>The interfragmentary compression force is an important factor for fracture healing. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of each three different diameters headless compression screw, used for the treatment of scaphoid fractures. It was used an aluminum device coupled to a universal testing machine equipped with a load cell of 50 kgf. Two rigid foam blocks made of polyurethane with density of 0.16 g/cc. The tests were performed with the HCS Synthes® with 20 mm length 3.0 mm, 2.4 mm and 1.5 mm in diameter. The screws were inserted using the AO technique and instrumental provided with screws. They were performed with the above screw with 90º, 60º, 45º and 30º tilt with the block and repeated seven times and comparing the results obtained from the peak compression force (Max Force) to compression force after 20 seconds (T1 Force) and compression force after 300 seconds (T2 force). For the fixations of 3.0 mm and 2.4 mm screws with 30° tilt no compression were reached, as the proximal threads of the screws broke the surface of the block. Max Force for HCS 3.0 mm was higher than the 2.4 mm screws in all comparisons. The relationship T2 Force / T1 Force was similar in all comparisons, showing no statistical difference, proving that the accommodation of the screws is not related to the threads diameter of the screws. It was concluded in this work that there was a reduction of interfragmentary compressive force by reducing the threads diameter of the screws, regardless of the position placed over the fracture surface

Neste trabalho avaliou-se a influência da forma da seção transversal e da excentricidade do carregamento sobre o efeito de confinamento em pilares de concreto encamisados com polímeros reforçados com fibras (PRF). Para estas avaliações foi utilizada a análise experimental, por meio de ensaios de pilares sob flexo-compressão, e a análise numérica com o método dos elementos finitos. Observou-se que ocorreram reduções significativas dos efeitos de confinamento em pilares de seção quadrada e retangular quando a relação entre o raio de arredondamento dos cantos e o maior lado da seção transversal diminuiu. A influência da relação entre o lado maior e menor, no caso de pilares de seção retangular, não foi tão significativa se comparada ao efeito redutor do raio de arredondamento mencionado anteriormente. Ocorreram ganhos de resistência em todos os pilares ensaiados, indicando que o encamisamento com PRF pode ser utilizado mesmo em situações em que a força de compressão seja aplicada com pequenas excentricidades. O efeito da excentricidade sobre o confinamento dependeu da forma da seção transversal considerada. Em pilares de seção circular a excentricidade reduziu levemente os efeitos de confinamento. Nos pilares de seção quadrada a excentricidade não reduziu significativamente os efeitos de confinamento, sendo que para os menores raios de arredondamento o efeito de confinamento foi até maior na presença da excentricidade. Nos pilares de seção retangular observou-se que aplicando a excentricidade na direção da menor inércia o comportamento foi semelhante ao dos pilares de seção quadrada. Porém, aplicando a excentricidade na direção da maior inércia observou-se um grande efeito de confinamento, maior inclusive que no pilar centrado.<br>In this work the influence of the cross section shape and eccentricity of the compressive load on the confinement of concrete columns wrapped by fiber reinforced polymer (FRP) was evaluated. Experimental analysis, through flexural compression tests of columns, and numerical analysis developed through the finite element method were used to study these effects. Significant reductions of confinement effects were noticed in square and rectangular cross sections when the ratio of the round off radius to the major side of the column was reduced.The ratio between the major and minor side in rectangular columns was not so important to define the effectiveness of confinement as was the fore mentioned factor. Increases of strength were noticed in all columns tested, showing that FRP wrapping can be successfully used even with small eccentricities of loading. The effect of the eccentricity on the confinement showed to be dependent on the cross section shape. In circular columns the eccentricity of loading reduced the confinement effects. For the square cross section columns tested the confinement was not significantly affected by the eccentricity. In fact, for square columns with low round off radius, the eccentricity increased the confinement effects. Rectangular columns subjected to eccentric loading in the direction of the minor inertia showed a behavior similar to square columns. On the other hand, with the eccentricity applied in the direction of the major inertia, an important confinement effect was observed, more important than in the case of concentric loading.

O Concreto de Alto Desempenho (CAD) tem sido extensivamente estudado em muitos centros de pesquisas porque seu uso tem aumentado de maneira significativa na construção civil. Mas a fragilidade deste material, quando a resistência à compressão é alta, tem levado os pesquisadores a estudar maneiras de diminuir esta característica, como por exemplo aumentando as taxas de armaduras transversal e/ou longitudinal dos elementos estruturais em concreto armado. Este trabalho trata do uso de fibras adicionadas ao concreto para uso em pilares submetidos à compressão, visando dar subsídios técnicos em outra maneira de se obter ductilidade em elementos de concreto de alta resistência, utilizando taxas usuais de armadura transversal. Apresenta-se um estudo experimental sobre pilares em concreto de alto desempenho com adição de fibras metálicas, com seção transversal de 200 mm x 200 mm e altura de 1200 mm, submetidos à compressão centrada, onde o concreto apresenta uma resistência média à compressão de 80 MPa. As taxas volumétricas de fibras foram de 0,25%; 0,50%, 0,75% e 1,00%, adotaram-se taxas volumétricas de estribos de 0,55%, 0,82% e 1,63% e a taxa geométrica de armadura longitudinal de 2,41% permaneceu a mesma para todos os pilares. Percebeu-se que a ruptura dos pilares foi mais dúctil quanto maior era a quantidade de fibras adicionadas ao concreto. Na análise teórica feita com os modelos, constatou-se que somente a seção transversal do núcleo, ou seja, aquela delimitada pelos eixos dos estribos, contribui para a resistência dos pilares, para pequenas taxas de fibras adicionadas ao concreto.<br>High Performance Concrete (HPC) has been studied extensively at many centres of research, because of its increasing use in reinforced concrete buildings. Since HPC is a brittle material, mainly when its strength is high (HSC), studies have been done to increase its ductility. Increases in longitudinal and/or transverse steel ratios can improve the ductility of HPC elements. This work shows a research about concrete with steel fibres for columns under compression load, in another way to obtain ductility in high strength concrete elements with usual stirrups ratio. It was made a experimental studied about columns in HSC with steel fibres addition, with 20 cm x 20 cm of cross section and 120 cm high, under compression load. The concrete strength was about 80 MPa, the volumetric fibres ratio were 0,25%, 0,50%, 0,75% and 1,00%, the stirrups ratio were 0,55%, 0,82% and 1,63% and the longitudinal bars ratio was constant for all columns. It was noted that the columns failure was more ductile when the fibres ratio was higher. It was verified on theoretical analyses made with the models that only the cross-sectional core, it means the section delimited by the stirrups, effectively contributed to the load capacity of the columns.

Mestrado em Engenharia Civil<br>A presente dissertação resulta de um trabalho de investigação, cujo principal objetivo é o aumento de conhecimento relativo ao comportamento estrutural do aço inoxidável na construção. O aço inoxidável assume-se como um material estrutural extremamente vantajoso e proficiente, destacando-se pelo seu caracter durável, resistência à corrosão e fácil manutenção. Apesar do elevado investimento inicial que acarreta, este é normalmente recuperado a longo-prazo devido à sua elevada durabilidade, permitindo ainda abdicar do uso de materiais de proteção térmica. Nas vigas e colunas em aço inoxidável com secção transversal de Classe 4, a consideração da possibilidade de ocorrência de fenómenos de encurvadura local é muito importante, já que estes fenómenos são agravados na presença de elevadas temperaturas. O principal objetivo desta dissertação foca-se na realização de um estudo numérico do comportamento ao fogo de vigas e colunas com secções transversais em “I” e “H” de aço inoxidável quando submetidas a altas temperaturas e sujeitas a esforços de compressão e flexão. Este estudo numérico é efetuado com recurso a elementos finitos de casca com o auxílio do programa de elementos finitos SAFIR com o objetivo de calcular a resistência de placas e perfis em aço inoxidável sujeitos a altas temperaturas. Por fim, esses resultados numéricos são comparados com a metodologia utilizada pelo Eurocódigo 3 bem como com outras propostas<br>The present thesis is the result of a research work which the main objective is the increase of knowledge on the structural behavior of stainless steel in construction. Stainless steel is assumed as structural material extremely useful and proficient, being emphasized to its high durability, resistance to corrosion and constructive efficiency. Despite having a high initial cost, this investment is usually reimbursed at long-term due to its high durability, allowing the absence of thermal protection materials. In stainless steel beams and columns with Class 4 cross-section, it is very important to consider the possibility of occurrence of local buckling phenomena, as these phenomena are aggravated in the presence of high temperatures. The main objective of this dissertation is to perform a numerical study of the fire behavior of beams and columns with cross-sections in "I" and "H" of stainless steel when submitted to high temperatures and submitted to compression and bending stresses. This numerical study is performed based on numerical investigation with shell finite elements carried out with the software SAFIR with the objective of calculating the resistance of plates and cross-sections in stainless steel submitted to high temperatures. Finally, these numerical results are compared with the Eurocode methodology and with other proposals as well.

A melhor maneira de se caracterizar o comportamento mecânico pós-fissuração dos concretos reforçados com fibras (CRF) para fins estruturais é por meio de ensaios que envolvem a ruptura do material à tração direta. Devido às dificuldades de execução destes, comumente se empregam ensaios de tração indireta, com destaque para os ensaios de flexão com sistema fechado. Entretanto, fatores limitantes, como a superestimação da capacidade resistente do compósito em testes de flexão, têm incentivado o desenvolvimento de outros métodos de ensaio mais fidedignos às características do CRF. Este é o caso do ensaio de compressão de corpo de prova com duplo corte em cunha, abreviado como DEWS (do inglês, Double Edge Wedge Splitting), em que o esforço de tração indireta não está associado a uma flecha, como nos ensaios de flexão, mas sim à própria fissuração da matriz de concreto. No DEWS há a possibilidade de avaliação direta da ortotropia do CRF e seu efeito na resistência pós-fissuração no estado limite de serviço (ELS) e último (ELU). Estudos anteriores sobre este ensaio utilizaram sistema aberto, mas se restringiram a avaliar apenas elevados teores de fibra, o que não traz dificuldades à caracterização da resistência residual no ELS. Este trabalho, contudo, buscou o estudo mais acurado a respeito do ensaio DEWS. Os programas experimentais desenvolvidos empregaram concretos reforçados com baixos teores de fibra de aço. Inicialmente, estudou-se a capacidade do ensaio DEWS em identificar o efeito da orientação das fibras na matriz na resistência pós-fissuração do CRF. Essa análise foi correlacionada com os resultados obtidos a partir de ensaios de flexão de prismas feitos como recomendado pela JSCE-SF4, assim, buscou-se avaliar se este teste promove uma superestimação da capacidade de reforço da fibra. Uma outra avaliação centrou-se no fator da taxa de carregamento de ensaio, realizando-se a metodologia DEWS e o teste de flexão (JSCE-SF4: 1984) sob quatro velocidades distintas, com intuito de verificar seu grau de influência no comportamento do material. A partir dos resultados obtidos, o ensaio DEWS mostrou-se aplicável na avaliação da ortotropia de corpos de prova em concretos reforçados com baixos teores de fibra de aço, mesmo com a utilização de sistema aberto e em velocidade de carregamento acima da proposta em literatura. A extensão da instabilidade pós-fissuração obtida a partir do ensaio DEWS foi menor que a encontrada para o ensaio de flexão de prismas. O estudo mostrou que a capacidade resistente pós-fissuração do CRF no ensaio de flexão pode ser até 300% maior do que a mesma resistência medida na direção transversal do prisma.<br>The best way to characterize the post-cracking behaviour of fibre reinforced concretes (FRC) for structural proposes is through direct tensile tests. As direct tensile tests are difficult to conduce, usually indirect tensile tests are employed, especially bending tests with closed-loop control. However, limiting factors, as the strength capacity overestimation of composites under flexural beams tests had motivated the development of another test procedure aiming to obtain responses closer to FRC basic characteristics. This is the case of Double Edge Wedge Splitting test (DEWS). In this test, the indirect tensile stress is not associated with a deflection - as is common in bending tests - but it is related with the cracking opening of concrete matrix. The DEWS test brings the possibility of direct evaluation of the FRC orthotropic behaviour and its effect in the post-crack strength at the serviceability (SLS) and ultimate (ULS) limit estates. Previous researches about DEWS test were done using open-loop control, but they were limited to higher fibre content. These do not provide difficulties about the residual strength characterization at the SLS. Thus, this study carried out an accurate experimental analysis about DEWS. This experimental programme used only fibre reinforced concrete with low steel fibre volume fractions. The first analysis was based in the DEWS test capacity for identification of the effect of predominant fibre orientation into matrix in the post-crack strength of the FRC. This analysis was linked with the flexural test made with prismatic specimens as recommended by JSCE-SF4 in order to evaluate if it promotes an overestimation of the fibre reinforcement capacity. The other evaluation focused on the test loading rate factor by doing DEWS test and bending test (JSCE-SF4:1984) under four different rates in order to verify its influence on the material behaviour. The results shown that DEWS test was capable to identify the fibre alignment into FRC specimens with low fibre content, even using open-loop control and increasing the load rate. The extension of the instability region on DEWS test response was lower than the provided by the flexural tests. The study also showed that the flexural test could overestimate the post-crack strength capacity of the FRC up 300% in relation to the transversal direction.

Este trabalho relata um estudo numÃrico das caracterÃsticas Ãpticas de um interferÃmetro Mach-Zehnder disposto em uma configuraÃÃo com quatro estÃgios e um ressonador Ãptico em anel. O interferÃmetro Mach-Zehnder foi construÃdo numa versÃo com fibra comum e outra com fibra de dispersÃo decrescente considerando um perfil de dispersÃo linear. O ressonador Ãptico em anel foi constuÃdo com um guia de onda cujo o Ãndice de refraÃÃo nÃo linear foi moldado com um perfil linear crescente. A transmissÃo e o fator de compressÃo dos pulsos de saÃda sÃo analisados nos regimes de soliton e quasi-soliton para ambos os dispositivos. Os resultados mostraram que a transmissÃo do interferÃmetro Mach-Zehnder à fortemente dependente da potÃncia de entrada em ambos os regimes. O nÃvel de crosstalk tambÃm à dependente da potÃncia de entrada e da dispersÃo da fibra. Para potÃncias de entrada altas, o nÃvel de crosstalk à mais baixo para o dispositivo com fibra de dispersÃo decrescente no regime de soliton. Para esta configuraÃÃo, o nÃvel de crosstalk mÃnimo encontrado (-22 dB) foi para a potÃncia normalizada de entrada P = 2,7. No regime de quasi-soliton, em geral, o nÃvel de crosstalk mÃnimo à mais baixo para o interferÃmetro Mach-Zehnder com fibra de dispersÃo decrescente em potÃncias de entrada altas, mas com a possibilidade de se obter um nÃvel de crosstalk menor para o dispositivo utilizando fibra comum. A razÃo de extinÃÃo à tambÃm muito dependente da potÃncia de entrada e sofre degeneraÃÃo quando a potÃncia de entrada aumenta. Para potÃncias de entrada baixas, o interferÃmetro Mach-Zehnder apresenta uma razÃo de extinÃÃo melhor em potÃncias de entrada mais altas no regime de soliton. No regime de quasi-soliton, a melhor razÃo de extinÃÃo à obtida para o interferÃmetro Mach-Zehnder com fibra comum em potÃncias de entrada altas. Pode-se dizer que a operaÃÃo do dispositivo como uma chave Ãptica nÃo melhora com o uso de fibra de dispersÃo decrescente. Entretanto, para operaÃÃo de multiplex/demultiplex, o interferÃmetro Mach-Zehnder construÃdo com fibra de dispersÃo decrescente mostrou melhoramentos no nÃvel de crosstalk no regime de soliton e, dependendo da potÃncia de entrada, tambÃm no regime de quasi-soliton. No estudo do ressonador Ãptico em anel foi encontrado que a perda do guia de onda que forma a cavidade anelar diminui a transmissÃo em ambos os regimes, mas mantÃm o mesmo comportamento nÃo linear. O uso de um Ãndice de refraÃÃo nÃo linear com um perfil linear crescente leva à compressÃo ou alargamento temporal, dependendo da potÃncia de entrada, no regime de soliton. No regime de quasi-soliton nÃo foi observado deformaÃÃo temporal dos pulsos de saÃda. Isto indica que, em mÃdia, os pulsos de saÃda estÃo com a mesma duraÃÃo temporal que os pulsos de entrada. Os resultados tambÃm mostraram que hà um aumento da transmissÃo quando um Ãndice de refraÃÃo nÃo linear com um perfil linear crescente à usado. Assim, o decrÃscimo na transmissÃo associado à perda do guia de onda pode ser evitado. As caracterÃsticas de transmissÃo e a forma dos pulsos Ãpticos de saÃda do interferÃmetro Mach-Zehnder e do ressonador Ãptico em anel serÃo de interesse em circuitos Ãpticos e sistemas de comunicaÃÃes totalmente Ãpticos no futuro.

Mestrado em Engenharia Civil<br>A presente dissertação teve como principal objetivo aumentar o conhecimento do comportamento estrutural de elementos em aço inoxidável em situação de incêndio de modo a melhorar as regras de dimensionamento existentes. A utilização do aço inoxidável para fins estruturais tem vindo a aumentar por apresentar diversas vantagens relativamente ao aço carbono, tal como ter uma vida útil mais elevada resultando num custo de ciclo de vida inferior apesar de apresentar um custo inicial mais elevado. Assim, o aço inoxidável pode tornar-se uma solução competitiva. Esta dissertação apresenta um estudo numérico paramétrico sobre a resistência de vigas-colunas em aço inoxidável, considerando secções tubulares quadrangulares e circulares sujeitas a esforço axial de compressão mais momento fletor a altas temperaturas. As análises numéricas foram realizadas recorrendo ao programa de elementos finitos SAFIR com análises material e geométrica não lineares com imperfeições com o objetivo de avaliar a influência dos seguintes parâmetros: diagrama de momento fletor, classe de secção transversal (1 a 4), temperatura e esbelteza do elemento. Finalmente, com o objetivo de validação e verificação de diferentes formulações de cálculo foram realizadas comparações entre os resultados obtidos numericamente e as diferentes propostas de cálculo baseadas no Eurocódigo 3 incluindo também um estudo estatístico.<br>This thesis aimed to increase the knowledge of the behaviour of stainless steel structural elements in case of fire, with the main goal of providing an insight on the safety level of different existing design rules The use of stainless steel for structural purposes has increased due to the several advantages that it has over carbon steel, such as an higher service life resulting in a lower life cycle cost and in spite of the larger initial cost, so the stainless steel may become a competitive solution. This thesis presents a parametric numerical study on the resistance of stainless steel members, composed of square hollow sections and circular hollow sections, subjected to bending plus axial compression at elevated temperatures. The numerical analyses were performed using the finite element program SAFIR, with material and geometric non-linear analysis with imperfections, in order to evaluate the influence of the following parameters: bending moment diagram shape, cross section class (1 to 4), temperature and member slenderness. Finally, for validation and verification of different design formulations, comparisons were performed between the obtained numerical results and different design proposals based on Eurocode 3 prescriptions, which included also a statistical study.

A utilização de fibras vegetais como reforço constitui um grande interesse na obtenção de novos materiais para a construção civil produto de seu baixo custo, alta disponibilidade e reduzido consumo de energia para sua produção. Este trabalho avalia a incorporação de fibras de sisal, de comprimento 20 e 40 mm, e fração volumétrica de 0,5 e 1%, em concretos para a alvenaria de blocos estruturais e determina o uso destas unidades na execução de prismas e mini-paredes. Foram realizados os testes de caracterização da fibra, blocos e argamassa de assentamento e os ensaios de resistência à compressão axial das unidades, prismas e mini-paredes. O sisal apresentou baixa massa específica aparente e elevada absorção de água, constituindo uma característica comum desse tipo de material pela grande incidência de poros permeáveis. As propriedades físicas dos blocos com e sem adição cumpriram com os requisitos das normas estabelecidas validando sua utilização. Os resultados do ensaio à compressão mostraram que as mini-paredes reforçadas com fibras obtiveram valores muito próximos ou mesmo superiores aos obtidos para as mini-paredes sem fibras, apresentando melhor desempenho que os blocos e prismas. Todos os elementos com adição mostraram um ganho da capacidade de deformação e ductilidade conferida pelas fibras, observado nas curvas tensão x deformação. O modo de ruptura dos blocos, prismas e mini-paredes de referência foi caracterizado por uma fratura brusca e catastrófica e os reforçados mantiveram suas partes unidas pelas fibras, não perdendo sua continuidade e tornando a ruptura um processo progressivo.<br>The use of natural fibers as reinforcement is a great interest in obtaining new materials for construction, owing of its low cost, high availability and reduced energy consumption for its production. This paper evaluates the incorporation of sisal fibers of 20 mm and 40 mm length and volume fraction of 0.5 and 1%, for concrete for masonry structural blocks, and determines the use of these units in making of prisms and mini-walls. The laboratory tests were carried to characterize physical properties the fiber, blocks and mortar, and besides axial compression tests of the units, prisms, and mini-walls. The sisal had low apparent density and high water absorption, constituting a common feature of such material by the high incidence of permeable pores. The physical properties of the blocks with and without addition complied with the requirements of standards established by validating their use. The axial compression test results showed that mini-walls reinforced with fibers obtained values very close to or even superior to those obtained for the mini-walls without fibers, showing better performance than the blocks and prisms. All elements with the addition had increased the deformation capacity and ductility afforded by the fibers, observed in the curves stress/strain. The rupture mode of blocks, prisms and mini-walls reference was characterized by an abrupt and catastrophic fracture, and elements reinforced maintained their shares together by the fibers, without losing its continuity and becoming a progressive rupture.

La refrigeració manté la qualitat sensorial del productes i minimitza la pèrdua en les cadenes de valor del fred. Les àrees remotes dels països en desenvolupament es caracteritzen principalment pels baixos nivells de tecnologia, accés limitat a la xarxa elèctrica i el predomini de les petites explotacions agrícoles com un desafiament. El principal objectiu d'aquesta tesi és desenvolupar i caracteritzar un sistema de refrigeració modular multipropòsit basat en l'emmagatzematge de gel per a aplicacions de petita escala. El sistema d'emmagatzematge de gel va utilitzar un equip de refrigeració amb un compressor de corrent continu i velocitat variable. La càrrega de refrigerant i les dimensions de l'tub capil·lar es van optimitzar experimentalment per maximitzar el rendiment i evitar la caiguda de temperatura de la línia de succió. A més, es va avaluar experimentalment el rendiment de sistema sota diversos paràmetres. Els usos de l'emmagatzematge de gel per a refrigeració de llet i aplicacions de càmeres frigorífiques també es van investigar experimentalment. Es van utilitzar deposits de llet convencionals en un bany de refredament aïllat, i en una cambra frigorífica dotada d'una unitat de fancoil amb els seus respectius sistemes experimentals. En general, el treball de recerca realitzat en aquesta tesi aporta més coneixements sobre el desenvolupament de tecnologies de refrigeració baixes en carboni adequades per a països en desenvolupament.<br>La refrigeración mantiene la calidad sensorial del producto y minimiza la pérdida en las cadenas de valor del frío. Las áreas remotas de los países en desarrollo se caracterizaron principalmente por bajos niveles de tecnología, acceso limitado a la red eléctrica y el predominio de las pequeñas explotaciones agrícolas como un desafío. El principal objetivo de esta tesis es desarrollar y caracterizar un sistema de refrigeración modular multipropósito basado en el almacenamiento de hielo para aplicaciones de pequeña escala. El sistema de almacenamiento de hielo utilizó un equipo de refrigeración con un compresor de corriente continua y velocidad variable. La carga de refrigerante y las dimensiones del tubo capilar se optimizaron experimentalmente para maximizar el rendimiento y evitar la caída de temperatura de la línea de succión. Además, se evaluó experimentalmente el rendimiento del sistema bajo diversos parámetros. Los usos del almacenamiento de hielo para refrigeración de leche y aplicaciones de cámaras frigoríficas también se investigaron experimentalmente. Se utilizaron cantaras de leche convencionales en un baño de enfriamiento aislado, y en una cámara frigorífica dotada de una unidad de fancoil con sus respectivos sistemas experimentales. En general, el trabajo de investigación realizado en esta tesis aporta más conocimientos sobre el desarrollo de tecnologías de refrigeración bajas en carbono adecuadas para países en desarrollo.<br>Refrigeration and cooling maintains the sensory quality of the product and minimizes the loss in cold value chains. Remote areas of the developing countries were mainly characterized by low levels of technology, limited access to modern energy and dominance of small-holder farms as a challenge. Hence, the main objective of this thesis is to develop and characterize a modular-multipurpose cooling system based on an ice-storage for small-scale applications. As part of the experimental system, the ice storage with a variable speed DC-compressor was developed and fabricated. The refrigerant charge and the capillary tube dimensions were experimentally optimized to maximize performance and avoid suction line temperature drop. Moreover, performance of the system under varying parameters was evaluated. Uses of the ice storage for milk cooling and cold room applications were also experimentally investigated. Conventional milk-cans with insulated box and a heat simulated room with a FCU were utilized as respective experimental systems. Chilled water recirculation rates, ice-storage energy density, and air flow rate across FCU were varied as main experimental parameters. Improvement of the ice production technique and corresponding performance data obtained were among main contributions of this research. In general, the research work performed in this thesis contributes more knowledge on development of low-carbon cooling technologies suitable for developing countries. Therefore, piloting and field testing of the technology are among major recommendations for future work.

LIMA, José Luiz Sousa. Estudo do desempenho de filtros ópticos interferométricos: interferômetro Mach-Zehnder de fibra óptica e ressonador óptico em anel. 2006. 96 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006.<br>Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-05T20:15:39Z No. of bitstreams: 1 2006_tese_jlslima.pdf: 688113 bytes, checksum: 11efdee52324ab34ae806b2466f4f088 (MD5)<br>Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-07T14:27:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_tese_jlslima.pdf: 688113 bytes, checksum: 11efdee52324ab34ae806b2466f4f088 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2015-05-07T14:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_tese_jlslima.pdf: 688113 bytes, checksum: 11efdee52324ab34ae806b2466f4f088 (MD5) Previous issue date: 2006

The development of new technologies in the production of concrete over time is allowing increase its compressive strength, workability and durability. Despite their many advantages, concrete has limitations related to its fragile behavior in the presence of tensile loads. An alternative to solve this problem is the use of fibers in the concrete, getting a composite material that has different characteristics of the original material. Seeking collaborate with the evaluation about the efficiency of different fiber types, this work analyses the behavior of fluid concrete reinforced with steel fibers, subjected to tensile loads, evaluating the influence of shape factor and volumetric fraction. The ability of flow has served as a reference for concrete can be used on parts with high rates of reinforcement, whose compacting is not fully efficient. However, because it is a cementitious matrix, the concentration of tensile strength on these points of high rates of reinforcement, may trigger a harmful process of cracking. Are analyzed in this work the effects of the incorporation of steel fibers in the workability, the incorporated air content, the compressive strength, the tensile strength and modulus of elasticity. Additionally, a comparison is made between the relationship of the compression strength and tensile of the experimental results with the theoretical relationships of the tensile strength found in the literature , and finally, was seek by the mixture rules evaluate whose parameters of the study are more influents on the behavior of the new composite. For this, were used specimens tests cylindrical of dimensions of 10cm x 20cm of fluid concrete with regular resistance, with percentage of steel fiber of 0,4% and 0,8% of the cement mass and shape factors of 33, 50 and 80, for each of the percentage, in tests of tensile by diametrical compression. Obtained results allowed display, from changes in shape factor and volumetric fraction added to fluid cementitious matrix, that fibers with larger shape factor and higher volumetric fraction tend to be more efficient in the tensile strength of fluid composites.<br>Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico<br>O desenvolvimento de novas tecnologias na produção do concreto ao longo do tempo vem permitindo elevar a sua resistência à compressão, trabalhabilidade e durabilidade. Apesar de suas muitas vantagens, o concreto apresenta limitações relacionadas ao seu comportamento frágil quando na presença de esforços de tração. Uma alternativa para contornar este problema é a utilização de fibras no concreto, obtendo-se assim um material compósito que possui características diferentes do material original. Buscando colaborar na avaliação da eficiência de diferentes tipos de fibras, o presente trabalho analisa o comportamento de concretos fluidos reforçados com fibras de aço, submetidos à tensões de tração, avaliando a influência do fator de forma e da fração volumétrica. A capacidade de fluir tem servido de referência para que o concreto possa ser utilizado em peças com altas taxas de armadura, cujo adensamento não é totalmente eficiente. Entretanto, por se tratar de uma matriz cimentícia, a concentração de tensões de tração nesses pontos de alta taxa de armadura pode desencadear um processo nocivo de fissuração. São analisados no trabalho os efeitos da incorporação de fibras de aço na trabalhabilidade, no teor de ar incorporado, na resistência à compressão, na resistência à tração e no módulo de elasticidade. Adicionalmente, é executada uma comparação entre a relação das resistências à compressão e à tração dos resultados experimentais com a relação teórica da resistência à tração encontrada na literatura, e por fim, buscou-se através da regra das misturas avaliar quais os parâmetros de estudos são mais influentes no comportamento do novo compósito. Para isso, foram utilizados corpos-de-prova cilíndricos de dimensões de 10cm x 20cm de concreto fluido de resistência usual, com teor de fibras de aço de 0,4% e 0,8% da quantidade de cimento em massa e com fatores de forma de 33, 50 e 80, para cada um dos teores, em ensaios de tração por compressão diametral. Os resultados obtidos permitiram visualizar, a partir das modificações no fator de forma e na fração volumétrica adicionadas a matriz cimentícia fluida, que fibras com maior fator de forma e maior fração volumétrica tendem a ser mais eficientes na resistência à tração dos compósitos fluidos.

Submitted by Alan Rodrigo de Sales null (alanestado@hotmail.com) on 2017-01-30T19:31:15Z No. of bitstreams: 1 Mestrado Alan Sales.pdf: 3094814 bytes, checksum: 40ab5a77d5ee1153c2e541c020d3ca6c (MD5)<br>Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-03T16:06:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sales_ar_me_bauru.pdf: 3094814 bytes, checksum: 40ab5a77d5ee1153c2e541c020d3ca6c (MD5)<br>Made available in DSpace on 2017-02-03T16:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sales_ar_me_bauru.pdf: 3094814 bytes, checksum: 40ab5a77d5ee1153c2e541c020d3ca6c (MD5) Previous issue date: 2016-12-09<br>A aplicação da mínima quantidade de lubrificante (MQL) na usinagem dos metais começaram a ser estudados como alternativa para reduzir o uso dos fluidos de corte, para poder atingir uma produção mais limpa e menos prejudicial ao meio ambiente e aos trabalhadores, na retificação, apesar de ser considerada uma técnica inovadora no aspecto ambiental, sua aplicação é restrita devido à geração excessiva de calor e ao entupimento dos poros do rebolo causado pelos cavacos, e isto prejudica a qualidade final do produto e aumenta o desgaste da ferramenta. Esta pesquisa buscou aprimorar o uso do MQL utilizando óleo solúvel sintético da Quimatic Tapimatic ME-2. Além de usar o jato com a mistura ar e óleo e proporções de água injetado na interface rebolo-peça à alta velocidade um jato de ar comprimido, foi utilizado na superfície de corte do rebolo para minimizar o empastamento do rebolo gerado durante o processo de usinagem pela mistura formada pelo óleo do MQL mais os cavacos. Foram realizados ensaios na retificação cilíndrica externa de mergulho do aço ABNT 4340, temperado e revenido com dureza média de 54 HRC, usando rebolo de nitreto de boro cúbico (CBN) com ligante vitrificado. Os métodos de lubri-refrigeração propostos foram o convencional com fluido em abundância e o MQL (sem limpeza da superfície de corte do rebolo) e MQL (com a limpeza, utilizando o ângulo de incidência do ar comprimido na superfície de corte do rebolo fixo a 30 graus). Este ângulo foi escolhido por ser a melhor condição mostrada nos trabalhos de outros autores. Consideraram-se as variáveis de saída do processo: rugosidade, desgaste diametral do rebolo, circularidade, além de análises metalográficas e medições de microdureza da superfície retificada para verificação de danos térmicos; de forma a analisar a viabilidade da substituição do tradicional método de aplicação dos fluidos em abundância pelo MQL com a limpeza. Os resultados mostraram a possibilidade de implementação da técnica da limpeza do rebolo como um aprimoramento tecnológico da mínima quantidade de lubrificante na retificação, reduzindo o consumo dos fluidos de corte. A técnica MQL com limpeza para um ângulo específico de incidência do ar comprimido mostrou-se extremamente eficiente com a obtenção de melhor acabamento superficial e dimensional, além de menor desgaste da ferramenta abrasiva e isenção de danos térmicos, quando comparada com os métodos convencionais sem a limpeza do rebolo.<br>The application of minimum quantity of lubricant (MQL) on machining of metals has emerged as an alternative to reduce the abundance of cutting fluids and then achieve a cleaner production. In grinding, although considered a breakthrough technique in the environmental aspect, its application is restricted due to excessive generation of heat and grinding wheel loading caused by the chips, damaging the final product quality and increasing tool wear. The objective of this research was to improve the MQL technique synthetic soluble oil Quimatic Tapmatic ME-2 using beyond the jet with air mixture and oil and water proportions using an additional jet of compressed air to clean the clogged pores of the wheel. Grinding wheel in tests were performed in cylindrical plunge grinding of the ABNT 4340 steel, quenched and tempered (54 HRC), with a vitrified cubic boron nitride (CBN). The suggested methods of lubrication were conventional (abundant fluid), MQL (that without the use of air jet to cleaning the wheel) and MQL plus cleaning system using the angle of incidence of the compressed air on the cutting surface of the grinding wheel fixed to 30 degrees. Other autors chose This angle to be the best condition shown in the works. This performance was evaluated based on an analysis of the process output variables: roughness, diametric wear of the grinding, roundness, and metallographic analysis plus microhardness measurements of the grounded surface to verify thermal damage incidence. The results showed the possibility of implementing the technique of cleaning as a technological enhancement to minimum quantity of lubricant in the grinding, reducing the use of cutting fluids. The technique MQL plus cleaning system, in a specific incident angle of the compressed air was extremely efficient, resulting in better surface finish, reduced tool wear and free of thermal damage when compared with conventional methods without cleaning of the wheel.

Block copolymer (BCP) phase segregation and self-assembly into two or more distinct domains are primarily dictated by two parameters: the block volume fraction, f, and the product of the segment-segment interaction parameter and the length of polymer chain, XN. The volume fraction determines a block copolymer's phase segregated morphology, whereas XN dictates its overall segregation strength, or phase stability. In order to achieve smaller domain sizes, the interaction parameter must be increased to compensate for the decrease in chain length. In the melt, PEO-b-PPO-b-PEO (Pluronic) triblock copolymer surfactants do not phase segregate primarily due to their low molecular weights and insufficient segregation strength, or low XN. Strong hydrogen bonding and selective interactions of PEO chains with homopolymers capable of hydrogen bonding, such as poly(acrylic acid) were shown to increase the effective segregation strength of the blend. Small angle X-ray scattering demonstrated highly ordered sub-10 nm domains resulting from phase segregation of the blends. The strong hydrogen bonding interaction between PEO and H-bonding homopolymers was also utilized to incorporate polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) into silicate films. In order to improve the compatibility between hydrophobic POSS with hydrophilic Pluronic copolymers, POSS-decorated acrylate monomer was copolymerized with acrylic acid. This eliminated the macrophase segregation between the BCP templates and POSS molecules. The inclusion of POSS is shown to increase the mechanical performance of the low-k films. A supercritical CO2 synthesis route enables the transport of silica precursors into the polymer blends. An increase of hardness of up to 1.8 GPa at k = 2.4 and 1.2 GPa for k = 2.1 was observed for these mesoporous organosilicate films. Finally, this work has also focused on the formation of ordered domains of the Pluronic surfactants into a ternary solvent system consisting of two liquid solvents and compressed CO2. Compressed CO2 can influence the compatibility of liquid solvents, inducing phase separation or phase mixing. CO2-induced phase separation of acetone and water and phase mixing of tetradecane and methanol were studied for the formation and breaking of nanoscale domains in the presence of Pluronic surfactants. Long-range ordered structures were observed using small angle neutron scattering.

Diblock copolymers have many interesting properties, which first and foremost include their ability to self-assemble into various ordered, regularly spaced domains with nanometer-scale feature sizes. The work in this dissertation can be logically divided into two parts - the first and the majority of this work describes the phase behavior of certain block copolymer systems, and the second discusses real applications possible with block copolymer templates. Many compressible fluids have solvent-like properties dependent on fluid pressure and can be used as processing aids similar to liquid solvents. Here, compressed CO2 was shown to swell several thin homopolymer films, including polystyrene and polyisoprene, as measured by high pressure ellipsometry at elevated temperatures and pressures. The ellipsometric technique was modified to produce accurate data at these conditions through a custom pressure vessel design. The order-disorder transition (ODT) temperatures of several poly(styrene-b-isoprene) diblock copolymers were also investigated by static birefringence when dilated with compressed CO2. Sorption of CO2 in each copolymer resulted in significant depressions of the ODT temperature as a function of fluid pressure, and the data above was used to estimate the quantitative amount of solvent in each of the diblock copolymers. These depressions were not shown to follow dilution approximation, and showed interesting, exaggerated scaling of the ODT at near-bulk polymer concentrations. The phase behavior of block copolymer surfactants was studied when blended with polymer or small molecule additives capable of selective hydrogen bonds. This work used small angle X-ray scattering (SAXS) to identify several low molecular weight systems with strong phase separation and ordered domains as small as 2-3 nanometers upon blending. One blend of a commercially-available surfactant with a small molecule additive was further developed and showed promise as a thin-film pattern transfer template. In this scenario, block copolymer thin films on domain thick with self-assembled feature sizes of only 6-7 nm were used as plasma etch resists. Here the block copolymer's pattern was successfully transferred into the underlying SiO2 substrate using CF4-based reactive ion etching. The result was a parallel, cylindrical nanostructure etched into SiO2.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI)<br>Computer Vision is a mathematical tool formulated to extend human vision to machines. This tool can perform various tasks such as object classification, object tracking, motion estimation, and image segmentation. These tasks find their use in many applications, namely robotics, self-driving cars, augmented reality, and mobile applications. However, opposed to the traditional technique of incorporating handcrafted features to understand images, convolution neural networks are being used to perform the same function. Computer vision applications widely use CNNs due to their stellar performance in interpreting images. Over the years, there have been numerous advancements in machine learning, particularly to CNNs.However, the need to improve their accuracy, model size and complexity increased, making their deployment in restricted environments a challenge. Many researchers proposed techniques to reduce the size of CNN while still retaining its accuracy. Few of these include network quantization, pruning, low rank, and sparse decomposition and knowledge distillation. Some methods developed efficient models from scratch. This thesis achieves a similar goal using design space exploration techniques on the latest variant of MobileNets, MobileNet V3. Using DPD blocks, escalation in the number of expansion filters in some layers and mish activation function MobileNet V3 is reduced to 84.96% in size and made 0.2% more accurate. Furthermore, it is deployed in NXP i.MX RT1060 for image classification on CIFAR-10 dataset.

碩士<br>國立清華大學<br>動力機械工程學系<br>105<br>Accompanied by the prosperity of technology, the electricity needed for production is increasing year to year. However, the overall efficiency is not above 50%, and thus it will produce large amount of carbon dioxide and waste heat. It will give rise to the global warming aggravation and the air pollution, sour rain, ozonosphere holes and the destruction of forest…etc. So this paper intend to find an solution to finding alternative energy and recovery of waste heat, with the increasing literatures focusing on the super critical cycle in the energy recovery field. This paper put aim on the super critical Brayton cycle to make the first compressor design. According to the Sandia Laboratory’ reports, the overall efficiency of the combined cycle can be high above 50%. The reason to use carbon dioxide to be the working fluid is due to its stability, low critical condition, large range of application and capable of reducing the global warming. This paper design the prototype of the blades and rotors of the compressor. And then, by using ANSYS this paper propose a layout of the rotor and blade which can bear high temperature and pressure(7.8~15 MPa, 300~500K). And this model has been verified by comparing the simulation results with the paper [35]. The results are quite similar where the errors are below 6%. The efficiency of the impeller is about 50.1%, compared with the 25% efficiency of the impeller by using Air Ideal Gas as working fluid. It has been proven that the SCO2 compressor impeller is the best choice over the conventional Rankine cycle and the Brayton cycle by Air Ideal Gas. With the advantages of high rotating speed and the low volume, the pressure ratio of this compressor is about 1.85; the efficiency is about 50%.

碩士<br>國立交通大學<br>機械工程系所<br>92<br>The nature refrigerants will be a trend in the future under the considerations of environmental protection. In this thesis, an non-flammable and non-toxic nature refrigerant, CO2, and a scroll compressor which has some advantages such like high efficiency, low noise, and low vibration, are taken into analysis and design. The working pressure of scroll compressor using CO2 is much higher than using present refrigerants for the low critical temperature and high critical pressure properties of CO2, so the performance of scroll compressor where the “Performance Simulation Program of Scroll Compressor” offered from the Industrial Technology Research Institute, and it also considers the finite element analysis is used to analyze the strength of scroll wrap to design the dimensions of scroll wrap. The pressure difference of compressor using CO2 is so great to make scrolls damage easily, therefore, there are descriptions about patents of the two-stage compression type of scroll compressor, and proposes a concept design in the end of this thesis.

碩士<br>國立臺北科技大學<br>能源與冷凍空調工程系碩士班<br>97<br>Since we have known that the global warming effects and the ozone layer depletion have been worse, more and more attentions have been paid on it. The issue of developing the new refrigerant is critical to the world. Among all the natural refrigerants, the most remarkable ones are CO2 refrigerant(R744 refrigerant), which should consist the advantages of non-toxic, non-flammable, non- ozone-depleting, non-global- warming, inexpensive and environmentally-coordination. Thus it can become next generation refrigerant of refrigeration and air-condtioning. The discuss and research of this thesis are (1) under the fixed cooling capacity , analyzing the relations between the parametric variation and the coefficiency of performance(COP) with the types of single stage and two stage compressor intercooling CO2 heat pump system. To look forward to know optimum of the relations between the parametric variation and the COP. (2)according to the first and second laws of thermodynamic, by the demand of certain cooling capacity, to know energy consumption and COP of the single stage and two stage compressor intercooling CO2 heat pump system. Furthermore, it’s eager to know the exergy losses (anergy) and exergy efficiency of each system component. In the end, according to the results of this research, the sources can be used to improve the further systematical performance.

A presente dissertação tem como objetivo o estudo do comportamento de pilares prismáticos de granito com capitéis nas extremidades, no que se refere às vantagens e desvantagens quando sujeitos a compressão axial. Em [4] foram estudados provetes semelhantes aos do presente estudo, mas sem capitel, tendo-se verificado em ensaios experimentais que a rotura se iniciou quase sempre na secção de aplicação de carga. Com a introdução de um elemento de transição, na zona de aplicação do carregamento, conseguiu-se que essa zona deixasse de ser condicionante para a rotura do provete. Através da recolha bibliográfica efetuada constatou-se que são diversos os casos em que se faz recurso ao capitel como elemento de remate, desempenhando um papel estrutural importante nos pilares, nomeadamente de minas e de pontes, independente dos aspetos estéticos. Através de uma análise numérica foram estudados diversos modelos de capitel, tendo-se chegado a geometrias com maior probabilidade de propiciar melhores resultados experimentais quando o pilar é sujeito a esforços de compressão axial. A realização da análise numérica foi fundamental para excluir a hipótese de ensaio dos modelos menos adequados ao problema em causa. Verificou-se que nos modelos em que a secção de aplicação de carga era maior do que a secção do pilar, ocorreu uma concentração de tensões de compressão na interface pilar-capitel, sendo essa concentração maior nos modelos com capitel paralelepipédico. Também se concluiu que as chapas de aço que ficam em contacto com os topos do provete durante o ensaio experimental devem ter a mesma dimensão do provete, a fim de evitar a concentração de tensões de compressão nas arestas do capitel. O ensaio experimental permitiu, por comparação dos valores de tensão média de rotura dos provetes com capitel com os provetes de referência (sem capitel), verificar que nos provetes em que o capitel possui uma secção de aplicação da carga maior do que a secção do pilar a resistência do provete aumenta. Verificou-se que o grupo de provetes mais resistentes foi o que possuía capitel de faces planas com inclinação de 20%. A análise experimental permitiu concluir que o elemento de transição “capitel” proporciona um aumento da resistência global do provete quando sujeito a forças de compressão axial. Conclui-se ainda que o capitel faz com que a secção de aplicação de carga não seja condicionante no processo de rotura do provete.<br>This thesis aims to study the behavior of prismatic granite columns with capitals in the extremities, when subjected to axial compression. Test samples similar to those of this study were already investigated in [4], but without capital, and it was found in experimental studies that the rupture zone almost always started in the load application section. With the introduction of a transition element in the zone of load application, it was found that those end zones were not conditioning the strength of the specimens. Through a bibliographic review, it was found that there are several cases in which the use of capitals in the top or bottom of columns plays an important structural role, namely in mine and bridge pillars, regardless of aesthetic aspects. Through a numerical analysis, many capital models were studied, aiming to find most favorable geometries for capitals to provide better experimental results when the pillar is subjected to axial compressive forces. The realization of the numerical analysis was essential to exclude the hypothesis of testing models less suitable to the problem. It was found that the models in which the load application section was larger than the section of the pillar, a concentration of compressive stresses occurred at the interface pillar-capital, being this concentration higher in models with parallelepiped capital. It was also found that steel sheets which are in contact with the tops of the capitals during the test must have the same stone size in order to avoid concentration of compressive stresses at the edges of capital. The laboratory tests allowed the comparison of the average strength of specimens with capital and reference specimens (without capital). It could be verified that the breaking load increased for specimens with a load application section greater than the column section. It was found that the group of more resistant specimens was the one of capitals with plane inclined faces with a slope of 20%. Experimental analysis confirmed that the transition element “capital” provides increased overall strength of the columns when subjected to axial compression forces. It could be also conclude that the capital has influence in the rupture modus, in which the load application section is not conditioning the global specimen strength.

A presente dissertação visa dar um contributo para o melhor conhecimento das propriedades mecânicas de misturas de solo ligado com cimento, uma vez que não existem metodologias de dosagem em projeto para a sua aplicação, por exemplo em pavimentos rodoviários. São estudadas misturas com percentagens de cimento de 4% de 6% e 10%, mas com diferentes teores em água e com o mesmo peso volúmico seco, de forma a perceber a influência do teor em água no comportamento mecânico das misturas. O trabalho vem na sequência de estudos anteriores realizados na FCT/UNL, sobre o mesmo solo, com diferentes pesos volúmicos secos, mas mantendo o teor em água. No presente trabalho é analisada a influência de parâmetros, tais como o teor em cimento, o teor em água, a porosidade, a relação água/cimento, a relação volume de vazios/volume de cimento e a relação n=Civ, que relaciona a porosidade com a razão entre a quantidade de cimento e o volume total do provete estudado. Foram ensaiados provetes à resistência à compressão uniaxial com medição de deformações axiais. O indicador n=Civp parece ser aplicável só aos solos estudados, não permitindo qualquer comparação. Com base na análise de resultados de resistência e deformabilidade obtidos é possível propor um método de dosagem do cimento a adotar no campo, com base em ensaios de compactação do solo utilizado. Os resultados obtidos são correlacionados com outros estudos.

Durante vários séculos a terra foi o principal material de construção, sendo utilizada em variadas metodologias construtivas de acordo com a localização, clima, cultura, materiais auxiliares disponíveis e meios para a edificação. Com o surgimento de novos materiais e domínio de novas técnicas, a construção com terra foi caindo em desuso e ficou maioritariamente restringida a alguns meios rurais, a maioria pertencentes a países menos desenvolvidos e com menos recursos financeiros. Nas últimas décadas tem ressurgido um especial interesse pelas construções com terra por razões de eco-eficiência, nomeadamente por estas possibilitarem a construção recorrendo a materiais locais, com baixa energia incorporada. Em países em desenvolvimento, acresce serem técnicas que, para construção de pequeno porte, requerem pouca mão de obra especializada e equipamentos onerosos, baixando significativamente os custos inerentes à construção e possibilitando a autoconstrução. As paredes maciças de terra apresentam ainda grandes vantagens ao nível de conforto térmico no interior das habitações devido à sua elevada massa e à higroscopicidade das argilas, garantindo assim uma inércia térmica elevada e humidades relativamente estáveis. A construção com terra é bastante utilizada em meios rurais Angolanos. No entanto, a partir de uma análise das técnicas mais utilizadas, verifica-se que ainda existe uma margem grande para a evolução das técnicas utilizadas e existe pouca informação científica, profissional e sensibilização sobre o tema. Com o intuito de evoluir face às técnicas atualmente praticadas, foi analisada uma solução construtiva de paredes monolíticas autoportantes ligeira, com base em terra estabilizada com fibras vegetais e cal aérea, empilhada alternadamente com camadas de canas, designada por ReedCob. Foram executados ensaios in situ a um protótipo desta tipologia construtiva realizado em 2014 e desde então em envelhecimento em condições de exposição natural e, em laboratório, ensaios à compressão de muretes simulando as paredes, para complementar a caracterização da solução construtiva. De modo a tornar a construção com terra apelativa para resolver a escassez de habitações, escolas, centros de saúde e outros serviços para os quais sejam necessárias construções de pequeno porte, apresenta-se uma análise de viabilidade da solução construtiva ReedCob em meios rurais angolanos.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil (área de especialização em Perfil de Estruturas e Geotecnia)<br>A utilização de perfis metálicos enformados a frio tem exibido um franco crescimento em diversas áreas da construção, especialmente por apresentar algumas vantagens em relação a outros materiais tradicionalmente utilizados. A elevada esbelteza garante um peso próprio bastante reduzido ao qual se soma uma excelente relação resistência/peso e a possibilidade de impor enorme variabilidade geométrica, que tornam estes materiais bastante competitivos. Naturalmente a estas particularidades, nomeadamente a reduzida espessura, estão associados fenómenos de instabilidade complexos que associados a grande variabilidade geométrica, quer de secções quer do desenvolvimento longitudinal do elemento, tornam mais complexa a definição de uma metodologia de cálculo analítica que seja viável para todas as tipologias possíveis. Neste sentido, e no seguimento de trabalhos já desenvolvidos, procede-se ao estudo numérico e experimental de uma gama de perfis enformados a frio com secção em C e aberturas na alma, quando sujeitos a esforços de compressão. O objetivo do trabalho é perceber o efeito da abertura no comportamento do perfil optando-se assim por perfis de comprimento reduzido, não condicionados por fenómenos de instabilidade global. Ao estudo dos perfis em C com aberturas na alma pelos métodos mencionados, procede-se também à complementação de trabalhos já realizados numa ferramenta de cálculo analítico baseada na parte 1-3 da EN 1993, introduzindo um módulo relativo a determinação da capacidade resistente de perfis submetidos a flexão simples segundo o eixo de menor inércia. Para além deste módulo, é também desenvolvida uma ferramenta para o cálculo de secções em Z. Para perceber a influência das aberturas no comportamento dos perfis, tanto no estudo experimental como numérico, são realizadas análises de perfis com e sem aberturas possibilitando uma comparação direta dos modos de instabilidade condicionantes e da capacidade de carga dos mesmos. A análise numérica é realizada através do software Abaqus, considerando a não linearidade do material, desenvolvida em conformidade com os ensaios realizados na campanha experimental.<br>The usage of cold formed steel has had a clear growth in certain construction areas, as it presents a wide range of advantages in comparison to more traditional types of materials used. The considerable slenderness results in very light elements which, nonetheless, have excellent endurance and can present geometrical variety, coming as no surprise their competiveness. Naturally, the reduced thickness brings out complex buckling phenomena. If the great geometrical variety, not only regarding sections but also the longitudinal development of the element, is added, it turns difficult to develop a viable analytical calculation methodology that is applicable to all the know typologies. In this sense, and following on from previous developed studies, the numerical and experimental study of a wide range of C sectioned and web opened cold formed steel under compression is undertaken. The main purpose of this work is to better understand how the openings on the profile’s web affect its behavior. For the present study, the choice of studied examples fells on shorter profiles, in which global instability phenomenon are nonexistent. In addition to this study, and using analytical calculation tools based on part 1-3 of EN 1993, a complementation of previous works is made, by introducing a module regarding the determination of the profile’s resistance when submitted to bending in relation to the lower inertial axis. Furthermore, it was also developed a tool to calculate on Z sections. To understand the influence of the openings on the profile’s behavior, either experimental or numerical studies are developed on structural elements with and without openings in the web so that a direct comparison on instability and load capacity can be established.. The numerical analyses is developed using Abaqus software, considering the material’s nonlinearity and was developed in agreement with the experimental test performed.