Integral transform solution for hyperbolic heat conduction in a finite slab

An analytical integral transformation of the thermal wave propagation problem in a finite slab is obtained through the generalized integral transform technique (GITT). The use of the GITT approach in the analysis of the hyperbolic heat conduction equation leads to a coupled system of second order ordinary differential equations in the time variable. The resulting transformed ODE system is then numerically solved by Gear's method for stiff initial value problems. Numerical results are presented for the local and average temperatures with different Biot numbers and dimensionless thermal relaxation times, permitting a critical evaluation of the technique performance. A comparison is also performed with previously reported results in the literature for special cases and with those produced through the application of the Laplace transform method (LTM), and the finite volume-Gear method (FVGM).Indisponível

Laminar flow and convective heat transfer of non-Newtonian fluids in doubly connected ducts

A hybrid numerical–analytical solution based on the Generalized Integral Transform Technique (GITT) is obtained for laminar heat and fluid flow of power-law non-Newtonian fluids inside doubly connected ducts. The mathematical formulation is constructed in the cylindrical coordinates system in such a way that the solid surfaces are described in terms of internal and external radii as functions of the angular coordinate, thus avoiding discontinuities in the boundary conditions. An annular doubly connected duct of arbitrary geometric configuration is considered for the analysis of the fully developed velocity field, as well as for the temperature field under thermally developing flow with boundary conditions of prescribed wall temperature. For illustration purposes, the case of eccentric annular ducts is more closely analyzed in order to demonstrate the ability of the GITT approach in dealing with such class of problems. Numerical results for the velocity field, the product of the Fanning friction factor-Reynolds number, temperature field and Nusselt numbers were produced for different values of the governing parameters, i.e., eccentricity, radii ratio and power-law indices. Such results were examined against previously reported ones, providing critical comparisons in order to illustrate the adequacy of the employed integral transform approach.Indisponível

Controle e auditoria da gestão de segurança dos transportes de derivados de petróleo em modal fluvial no estado do Amazonas / Control and audit of the safety management of transportation of oil derivatives in river modal in the state of Amazon

A indústria de transporte fluvial na Amazônia, especialmente no estado do Amazonas, possui uma extensa rede de rotas navegáveis, portos e terminais fluviais, em muitos casos ainda rudimentar. Este trabalho tem por objetivo propor um modelo de avaliação do sistema de gestão de segurança de transporte de derivados de petróleo no estado do Amazonas a partir de um inventário de interesses ambientais/logísticos. Inicialmente, foi avaliado o contexto da pesquisa através da identificação das empresas que fornecem o serviço de transporte de derivados de petróleo no estado do Amazonas. Em seguida, foram selecionados representantes de quatro empresas para a coleta de dados a partir da visão dos colaboradores. Para isso, utilizou-se um guia de entrevista, baseado no método Focus Groups, seguido de uma entrevista aberta. A partir da opinião dos entrevistados, realizou-se a construção do processo decisório e a análise SWOT, que permitiu a identificação das oportunidades, ameaças, forças e fraquezas institucionais mais relevantes. Baseado nos resultados obtidos, apresentou-se uma proposta de aplicação de um modelo de avaliação de desempenho à gestão de transporte de derivados de petróleo no estado do Amazonas, a fim de integrá-los aos indicadores da cadeia logística já existente

An Analysis of Heat Conduction Models for Nanofluids

The mechanism of heat transfer intensification recently brought about by nanofluids is analyzed in this article, in the light of the non-Fourier dual-phase-lagging heat conduction model. The physical problem involves an annular geometry filled with a nanofluid, such as typically used for measurements of the thermal conductivity with Blackwell's line heat source probe. The mathematical formulation for this problem is analytically solved with the classical integral transform technique, thus providing benchmark results for the temperature predicted with the dual-phase-lagging model. Different test cases are examined in this work, involving nanofluids and probe sizes of practical interest. The effects of the relaxation times on the temperature at the surface of the probe are also examined. The results obtained with the dual-phase-lagging model are critically compared to those obtained with the classical parabolic model, showing that the increase in the thermal conductivity of nanofluids measured with the line heat source probe cannot be attributed to hyperbolic effects.Indisponível

Integral transform solution of the Navier–Stokes equations in full cylindrical regions with streamfunction formulation

A hybrid numerical–analytical solution based on the generalized integral transform technique is proposed to handle the two‐dimensional Navier–Stokes equations in cylindrical coordinates, expressed in terms of the streamfunction‐only formulation. The proposed methodology is illustrated in solving steady‐state incompressible laminar flow of Newtonian fluids in the developing region of a circular tube. The flow modeling also considers two limiting inlet conditions, namely, uniform velocity profile representing a parallel flow, and zero vorticity that characterizes irrotational inlet flow. The integral transform analysis for such a full cylindrical region brings up singularities at the channel centerline, and, as previously described in a work dealing with the boundary‐layer formulation, a way to alleviate this difficulty is to adopt a recently introduced fourth‐order eigenvalue problem as the basis for the eigenfunction expansion. A thorough convergence analysis of the proposed expansion is then undertaken, for different values of Reynolds number, and a set of reference results for the velocity distributions and friction factors are then presented in tabular and graphical forms.Indisponível

A influência da temperatura nas transformações de fases dos minerais presentes na lama vermelha: redução da hematita à magnetita

Neste trabalho foi proposta uma rota tecnológica visando analisar o comportamento das transformações de fases dos minerais presentes na lama vermelha durante o processo de redução da hematita à magnetita. As análises de fluorescência e difração de raios X mostraram que a lama vermelha apresentou em sua composição aproximadamente 5% de óxido de titânio como anatásio e 28% de óxido de ferro, nas formas de hematita e goethita. Foram realizados experimentos envolvendo a redução da hematita à magnetita utilizando tratamento térmico. O material foi calcinado nas temperaturas de 500, 600 e 1000 ºC durante 2 h. Em seguida, foram realizadas análises de difração de raios X e espectroscopia Raman, as quais mostraram que a hematita foi reduzida à magnetita em todas as condições experimentais. Para as temperaturas de calcinação de 500 e 600 ºC, o óxido de titânio permaneceu na forma livre de anatásio, porém para a calcinação realizada a 1000 ºC, o óxido passou para a forma combinada com ferro (ilmenita). A rota proposta neste trabalho possibilitou a obtenção de um material com características magnéticas, o qual poderá ser utilizado como fonte de titânio após a extração dos compostos de ferro por separação magnética ou lixiviação ácida. Palavras-chave: Lama vermelha, ferro, titânio

Influência do teor de água de mistura nas propriedades mecânicas e reológicas de argamassas elaboradas com finos de resíduo da flotação do cobre sulfetado / Influence of the mixed water content on the mechanical and rheological properties of mortars made with sulfected copper floating waste fines

O trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades físicas e químicas de argamassa elaborada com adição resíduo de Minério de Cobre Sulfetado, nas proporções de 1/3 (cimento/resíduo) e 28 a 40% na relação água/aglomerante, tendo como resposta a porosidade aparente e a resistência a compressão do material estudado. As caracterizações das matérias-primas foram realizadas através de técnica de fluorescência de Raios X e análise granulométrica a Laser. Para produção da argamassa foi formulado três traços, sendo que para cada traço foram feitos 3 corpos de prova, num total de 30 corpos de prova avaliados em 7, 14 e 28 dias. Em cada período foram submetidos aos ensaios físicos de porosidade aparente e resistência à compressão axial. Os resultados mostraram que os traços com teores de 40% de água diminuíram a porosidade acompanhado ao ganho de resistência. 

Influência de fibras vegetais e resíduo de mármore e granito na propriedade mecânica de tração dos compósitos poliméricos / Influence of vegetable fibers and marble and granite residue on the mechanical tensile property of polymeric composites

A indústria de extração e corte de minerais descarta resíduos que podem ser aproveitados na área dos materiais compósitos aliados a fibras vegetais que possuem propriedades atraentes, além de serem encontradas de forma abundante no Brasil. Deste modo, foram fabricados materiais compósitos de matriz polimérica com carga de resíduo de mármore e granito na granulometria de 100 mesh da série de Tyler e fibras vegetais de sisal e curauá nos comprimentos de 15 mm com o objetivo de verificar a influência do resíduo mineral adjuntos a fibras vegetais na propriedade mecânica de tração dos compósitos. A metodologia de produção dos compósitos baseou-se no método hand lay-up associado à prensagem em molde metálico retangular. A matriz polimérica consistiu em uma resina de poliéster isoftálica adjunto com materiais catalíticos e a fase dispersa foi definida em proporção mássica de 10 e 20 % de resíduo com proporção fixa de 3 % de fibras vegetais. A caracterização morfológica do resíduo evidenciou morfologia angular e grãos de formatos variados e as micrografias das fibras denotaram superfície rugosa com presença de irregularidades. A caracterização mecânica à tração dos compósitos demonstrou a atuação da fase dispersa como carga de reforço efetivo, no qual os compósitos com resíduo e fibras de curauá apresentaram melhores comportamentos mecânicos

Influência do Uso de Resíduos da Construção Civil e de Serragem de Couro Bovino nas Propriedades Mecânicas de Argamassas / Influence of the Use of Waste from Civil Construction and Brown Leather Sawing in the Mechanical Properties of Mortars

Os resíduos gerados pela indústria da construção civil têmpromovido mecanismos que reciclem e os transforme em novos produtos. O objetivo foi a produção de argamassa utilizando resíduo de construção civil (RCC) como agregado miúdo e resíduo de serragem de couro bovino da indústria de calçados tipo wet blue para reforço. Caracterizou-se o RCC por análise granulométrica, DRX, FRX e MEV. Utilizou-se uma relação mássica de cimento/agregado de 1:3 e teores de serragem de couro de 1%, 2% e 3%. Os traços foram curados em 7 e 28 dias e submetidos a determinação das propriedades mecânicas. Os resultados de resistência a compressão mostraram que a presença da serragem de couro, reduziuo desempenho em ambos os traços dos períodos estudados. Apresentando-se dentro dos limites da Norma de assentamento e revestimento 13281/2001 os traços com 28 dias de curaestiveram na faixa de 4,0 a 8,0 MPa

Produção de matrizes adsorventes a partir de Zeólita A e Sodalíta / Adsorbents matrices production from Zeolite A and Sodalite

Com a necessidade de desenvolver tecnologias objetivando remover poluentes de resíduos líquidos e gasosos. Este trabalho visou obter dados de projeto a partir de caulim de enchimento para à síntese de zeólitas. A síntese de zeólita aconteceu em um sistema agitado com aquecimento a vapor, utilizando como matéria-prima caulim de enchimento. No processo, utilizou-se como fonte de sílica e alumínio o metacaulim (caulim calcinado à temperatura de 600 °C por 2 horas) e uma solução aquosa de NaOH 5 M. O tempo de reação para formação do material zeolítico foi de 2 horas. A síntese produziu bons resultados para formação de zeólitas tipo A. Também houve a formação de outra fase zeolítica, a hidroxisodalita. O material zeolítico obtido através da síntese hidrotermal de zeólitas foi pelotizado utilizando como ligante argila, para criar poros a fim de aumentar a área superficial do pellet, foi introduzido carvão vegetal comercial nas porções de 5 %, 10 %,15 % e 20 %. Os pellets foram utilizados para o estudo de adsorção de umidade, e adsorção de cobre (em solução de 200 ppm), comparou-se os resultados da adsorção dos pellets com a do material zeolítico em pó