Relações da termoquímica via formas diferenciais exterior: aplicação em células galvânicas

Este trabalho é uma extensão dos artigos de Bassalo e Cattani (1999) e Bassalo, Valente e Cattani 2000) que tratam das aplicações da Termodinâmica via relações de Maxwell usando formas diferenciais exterior para sistema PVT. Na tentativa de tornar a Termodinâmica mais familiar, este trabalho apresenta as relações da Termoquímica, que inclui as Relações de Maxwell aplicadas a um sistema eletroquímico, tal como a célula galvânica (ou pilha). Para tanto, os conceitos e as formulações matemáticas são baseados na Termodinâmica e nas formas diferenciais exterior que podem ser explorados em um curso de graduação do ponto de vista da Físico-Química e da Termodinâmica. Uma grande vantagem do tratamento dos problemas físicos via forma diferencial exterior comparado aos diagramas mnemônicos e as derivadas parciais é que: 1- um número maior de relações de Maxwell pode ser obtido, como aplicação a célula galvânica; 2- elas generalizam como tensores, porém com a simplicidade dos vetores.

Vortex generators project for an unmanned small airplane

Since the Cold War period, turbine generators have proved to be an important alternative to the development of aerodynamic aircraft designs, and even so, there was little adherence to their use, among which we highlight, short takeoff and landing aircraft (STOL) and some models of military aircraft and commercial jet aircraft. In the USA and Brazil, in addition to other countries, they hold competitions to awaken technological innovation in the aeronautical field for engineering students: the SAE AeroDesign Competition (SAE - Society of Automotive Engineers). These contests allow teams from their countries to use points of difference in their design and, in some cases, to use small unmanned aircraft devices that have already been designed for huge aircraft, such as vortex generators. Therefore, we intend to adopt a Vortex Generator model for the Avoante Aeromec AeroDesign team airplane project (team from the Federal University of Ceara, Brazil - UFC), use Computational Fluid Dynamics (CFD) with turbulence modeling, as well as perform tests in a wind tunnel. Despite the problems found in comparing the results of the computational models with the prototype tests, it was possible to prove the efficiency of these vortex generators in the design of the team's airplane, observing the increase in the stall angle, reduction of the drag coefficient and increase of the coefficient lifting.

Uma investigação sobre a aplicação de um Problema Gerador de Discussões (PGD) com o tema pressão: proposta e vislumbres

A metodologia dos Problemas Geradores de Discussões (PGD) coloca-se como proposta para atender as diretrizes dos cursos de Engenharia (DCN), no que tange à promoção de situações de ensino e aprendizagem que possibilitem a interação da ciência com a tecnologia em todas as dimensões da sociedade. Para a elaboração dessa metodologia o autor buscou orientações junto aos parâmetros das DCN, aos princípios educacionais do enfoque Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) e nos fundamentos do ensino por meio de Problemas. Este trabalho apresenta a primeira parte de uma investigação dos efeitos da metodologia dos Problemas Geradores de Discussões no ensino da Física em uma turma de acadêmicos do curso de Engenharia de Química e tem por objetivo apresentar a metodologia PGD (MACHADO, 2009-a, 2009-b), os questionamentos do problema aplicado e os vislumbres de sua aplicação. Posteriormente serão apresentados três trabalhos complementares a esse com a investigação da aplicação do PGD proposto nesse trabalho. Um artigo apresentará a investigação sobre os efeitos relacionados ao problema gerador, outro apresentando a investigação sobre os efeitos relacionados às questões da formação científica e um quarto artigo apresentará os efeitos sobre as questões sociais. A proposta pretende levar os alunos a desenvolverem atividades em grupos: experimentais, cálculos e discussões, envolvendo o tema pressão relacionado ao ensino de estática dos fluidos, estudos dos gases e ciclo de refrigeração analisando os efeitos sobre a sociedade do uso de dispositivos que utilizam aplicações desses conhecimentos científicos.

Evaluation of the quality of the shielded metal arc welding process using speckle interferometry

Speckle, which is a branch of optics that studies the interference pattern caused by the incidence of coherent light in a material’s surface, has some optical techniques and methods that can be successfully applied to determine properties of materials. In this work we used the method called THSP, Time History Speckle Pattern, in samples made of AISI 1020 carbon steel that were submitted to the shielded metal arc welding (SMAW) process, with the objective of identifying (qualitatively) the level of irregularity on its welded surface, by comparing these samples with a default sample, made with the same material. The technique of spekle by reflection was used for data collection. The results showed quantitative diferences between the default welded sample and the other samples, and there are good perspectives that speckle can be applied to determine the quality of the welding process, since the results showed more accuracy than visual inspection.

Uso de cálculos computacionais para auxílio ao projeto e análise de revestimentos antirrefletores para sensores de infravermelho

Buscando melhoria do desempenho de fotodetectores construídos sobre substrato de fosfeto de índio (InP), o presente trabalho mostra como cálculos computacionais, relativamente simples, permitem obter parâmetros ideais para escolha de materiais adequados à deposição de revestimentos antirrefletores (RAR), além de auxiliar na análise desses filmes. Por conta de seu índice de refração próximo do ideal, a alumina (Al2O3) foi identificada como uma boa opção de material para RAR. Utilizando a mesma metodologia, determinamos a espessura ideal da cama. Filmes reais foram depositados, por evaporação induzida por feixe eletrônico, e caracterizados. Os cálculos permitiram interpretar os dados coletados e determinar os índices de refração efetivamente obtidos. O experimento mostrou diminuições expressivas das refletâncias médias, tanto em substratos de InP sem camadas epitaxiais, quanto em substratos de InP com camadas epitaxiais de arseneto de gálio e índio, InGaAs. Os cálculos também permitiram identificar caminhos a seguir para melhorar o resultado.

Influência do coeficiente de especularidade na simulação computacional do escoamento gás-sólido no ciclone de um leito fluidizado circulante

Apresenta-se, neste trabalho, um estudo sobre o comportamento fluidodinâmico do escoamento interno gás-sólido em um ciclone com entrada tangencial, acoplado a um leito fluidizado circulante, em função da variação do coeficiente de especularidade associado à interação das partículas com as superfícies do separador. Para isso, o método dos volumes finitos foi aplicado por meio do programa computacional ANSYS®Fluent®v. 19.2, a fim de resolver as equações governantes do escoamento multifásico descrito pela abordagem Euleriana-Euleriana com o uso da Teoria Cinética do Escoamento Granular (KTGF). Os modelos de Gidaspow, Schaeffer e k-epsilon foram empregados para traduzir os efeitos do arrasto, da viscosidade friccional e da turbulência, respectivamente. Os resultados das simulações foram confrontados com dados experimentais de pressão estática e da eficiência de separação de partículas em um ciclone de mesma geometria, conectado a uma unidade de leito fluidizado circulante em escala de laboratório e operada em condições atmosféricas.