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Modelo matemático multigrãos e multifásico para a previsão da solidificação equiaxial.; Multigrain and multiphase mathematical model for prediction of the equiaxed solidification.

Aguiar, Davi Teves de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/03/2011 PT
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37.665635%
As propriedades das peças produzidas por fundição dependem principalmente da macroestrutura final de grãos. A modelagem matemática da solidificação de ligas metálicas com o objetivo de prever a macroestrutura de grãos sofreu avanços muito importantes nas últimas décadas, porém os modelos matemáticos chamados de determinísticos até hoje não são capazes de modelar o crescimento individual dos grãos durante todos os estágios da solidificação. O objetivo do presente trabalho é desenvolver um modelo matemático multifásico e multigrãos capaz de simular a solidificação equiaxial de ligas binárias. As equações deste modelo foram construídas com base nas equações macroscópicas de conservação de massa, energia e espécies químicas. A característica que distingue o modelo implementado neste trabalho de outros modelos publicados na literatura é a consideração individual de grãos de diferentes tamanhos e a consideração do crescimento dendrítico ou globulítico. As equações macroscópicas de conservação de massa, energia e espécies químicas são resolvidas separadamente para cada classe de tamanhos de grão. Os resultados obtidos pelo presente modelo foram comparados com um modelo que considera os grãos individualmente...

Modelo matemático para previsão da macroestrutura bruta de solidificação sob efeito da decantação de grãos equiaxiais.; Mathematical model for prediction of as cast grains structure under settling effect.

Caradec, Pierre D'Amelio Briquet
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 21/02/2011 PT
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37.627002%
Durante a solidificação de ligas metálicas, a decantação de grãos equiaxiais pode causar: macrossegregação, mudança na posição da transição colunar-equiaxial e alteração no tamanho de grão equiaxial. O objetivo do presente trabalho é a implementação e análise de um modelo matemático para simular a solidificação sob efeito da decantação de grãos. Este modelo combina: (a) a técnica do autômato celular bi-dimensional em escala microscópica considerando a decantação de grãos, (b) um submodelo microscópico baseado em equações de conservação para simular os processos internos aos grãos e (c) um submodelo macroscópico também baseado em equações de conservação para simular os processos importantes da escala de tamanho macroscópica. Os submodelos macroscópico e microscópico compartilham informações correspondentes às suas escalas características de tamanho através de um método de acoplamento. O modelo matemático completo foi examinado inicialmente através da simulação de diversas situações idealizadas como: a decantação de uma esfera sólida, a decantação de um conjunto de esferas porosas e a decantação e solidificação simultânea de um grão dendrítico isolado e imerso em um líquido super-resfriado. Posteriormente...

Solidificação e estabilização de resíduos de catalisadores contendo níquel e alumínio em cimento Portland.; Solidification and stabilization of catalyst wastes with nickel and aluminum with Portland cement.

Melchert, Maura Berger Maltez
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 13/06/2012 PT
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37.627002%
Em processo de fabricação de polióis, são gerados dois resíduos de catalisadores (RNi e RAl) considerados perigosos ao meio ambiente, devido aos seus respectivos altos teores de níquel e alumínio. A presente Tese trata do estudo da solidificação/estabilização simultânea desses dois resíduos catalíticos com cimento Portland tipo II, com o intuito de minimizar os impactos ambientais e verificar a possibilidade de uso do produto solidificado como elemento estrutural. Os ensaios realizados consistiram em: análise térmica diferencial não convencional (NCDTA), análises termogravimétricas (TG/DTG), análise de difração de raios X (DRX), ensaios de fluorescência de raios X (FRX), ensaio de lixiviação e resistência mecânica. A análise das primeiras etapas de hidratação do cimento assim como de amostras hidratadas em diferentes idades nos primeiros 28 dias, possibilitou avaliar os efeitos da presença dos rejeitos no processo, identificar as etapas onde ocorrem e permitiu quantificar as principais fases do cimento hidratado. Pastas com relação água/cimento igual a 0,5 foram utilizadas, às quais diferentes quantidades de cada resíduo foram adicionadas. Foi verificado que nos estágios iniciais de hidratação do cimento ocorrem efeitos de retardamento e aceleração...

Refino de silício metalúrgico por solidificação direcional transiente.; Metallurgical silicon refining by transient directional solidification.

Lima, Moysés Leite de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/03/2013 PT
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Novas rotas para obtenção de silício grau solar a partir de silício grau metalúrgico estão em desenvolvimento e a solidificação direcional é uma etapa presente em todos os processos propostos. O refino de silício por solidificação direcional baseia-se no fenômeno de macrossegregação das impurezas. Experimentos de solidificação direcional transiente foram realizados em condições estáticas utilizando um equipamento projetado no âmbito desse trabalho. A partir de um experimento de referência, foram avaliadas as influências da alteração do material da base do cadinho, altura do lingote e condição de resfriamento do forno. Para estudo das condições de solidificação e dos mecanismos envolvidos no fenômeno de macrossegregação de solutos foi proposto e implementado um modelo matemático. Esse modelo considera as equações gerais de transporte no caso unidirecional e o transporte de espécies químicas por difusão macroscópica e convecção. A convecção foi tratada a luz da teoria da camada estagnada a frente da interface sólido-líquido. Variáveis como velocidade da interface sólido-líquido, gradiente de temperatura, perfis de concentração de soluto e de fração de sólido foram obtidos com o modelo matemático utilizando as temperaturas medidas no silício durante os experimentos de solidificação como condições de contorno do modelo. Os resultados experimentais mostraram que sob algumas condições foram obtidos lingotes com macroestrutura típica de solidificação unidirecional e...

Análise da solidificação para o projeto de molde e a relação com as propriedades mecânicas na fundição da liga de latão 60/40

Mateso, Vita
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
POR
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As propriedades metalúrgicas e mecânicas de uma liga metálica dependem fundamentalmente do fenômeno de solidificação e dos parâmetros associados a este. O trabalho proposto analisa a solidificação em uma primeira etapa para o projeto e otimização de moldes de fundição em areia. Nessa etapa utilizou-se como ferramenta um software comercial e resultados experimentais obtidos na indústria. Em uma segunda etapa do trabalho foi investigado as características de solidificação e suas influencias nas propriedades mecânicas e metalúrgicas de ligas de latão. A liga de latão 60/40, foi vazada em molde de areia com base de cobre objetivando uma condição de solidificação unidirecional. O monitoramento de temperaturas foi realizado utilizando-se termopares do Tipo K posicionados ao longo da altura do lingote. O lingote solidificado foi dividido em várias secções ao longo de sua altura, e para cada secção foram retirados corpos de provas e ensaiados segundo as normas ASTM E 8M-97 e ASTM E 18 – 94 para os ensaios mecânicos (σu, HRB e HV) e ASTM E112 para análise metalográfica. Os resultados da solidificação, como por exemplo o espaçamento dendritico secundário foram correlacionados com o comportamento da transferência de calor no sistema...

Fabricação e caracterização metalográfica e mecânica de tiras de ligas metálicas fundidas e tixolaminadas no estado semi-sólido de diferentes intervalos de solidificação

Yamasaki, Márcio Iuji
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: 298 f. : il., fots. (algumas color.)
POR
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS; É apresentado um estudo experimental da laminação de tiras fundidas a partir do material semi-sólido obtido na calha de resfriamento que alimenta continuamente um laminador duo. Os cilindros do laminador estão posicionados horizontalmente e podem ser operados na velocidade de 0,25 m/s, 0,47 m/s, 0,73 m/s e 1,07 m/s. A velocidade de 0,25 m/s produziu uma tira de melhor qualidade. Ligas hipoeutéticas Pb/Sn (Pb–30%Sn, Pb-40%Sn, Pb-50%Sn) e próxima ao ponto eutético (Pb-63%Sn), respectivamente, com intervalo de solidificação de 75 °C, 56 °C, 31 °C e 6 °C de acordo com o diagrama de fases, foram utilizadas nos ensaios experimentais para obter tiras semi-sólidas fundidas e tixoconformadas para comparação. As diversas simulações usando as ligas de Pb/Sn têm revelado a importância do intervalo de solidificação e temperatura de vazamento da liga, da velocidade dos cilindros, da temperatura do bocal junto ao cilindro inferior, da superfície de acabamento dos cilindros e da geometria da panela intermediária (tundish), sobre a qualidade do produto final. A liga Pb-30%Sn com alto intervalo de solidificação em comparação com outras ligas testadas...

Analise do efeito do superaquecimento na solidificação unidirecional da liga AA5052; Analysis of the overheating effect in the unidirectional solidification of the AA5052

Tonnyfran Xavier de Araujo Sousa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 23/02/2006 PT
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O objetivo do trabalho é o desenvolvimento de uma análise comparativa do processo de solidificação de uma liga de alumínio a partir de diferentes graus de superaquecimento. São determinados experimentalmente os principais parâmetros do processo de solidificação afetados pelo grau de superaquecimento e sua influência na formação da microestrutura. Foi escolhida a liga AA5052, contendo cerca de 3% de magnésio pelo seu interesse comercial. A liga foi vazada com três diferentes graus de superaquecimento, em um dispositivo que permite a solidificação unidirecional e o monitoramento, através de um sistema de aquisição de dados, das variações de temperatura em diferentes posições da peça. A partir dos resultados de temperatura são determinados outros parâmetros do processo. Os espaçamentos interdendriticos são determinados a partir das micrografias. Através da análise experimental é determinada a influência do grau de superaquecimento nos seguintes parâmetros relativos ao processo de solidificação: coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde, velocidade de avanço da frente de solidificação, gradiente de temperatura em frente à isoterma liquidus, taxa de resfriamento, tempo local de solidificação e espaçamentos interdendriticos primário e secundário. Também é analisada a transição entre a estrutura colunar e equiaxial; The objective of this work is the development of a comparative analysis of solidification process of the aluminum 5052 alloy with different overheating ranges. The main parameters of the solidification process...

Correlação entre parametros da solidificação, microestrutura e propriedades mecanicas de ligas Zn-Al

Wislei Riuper Ramos Osorio
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 22/02/2000 PT
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A imposição de uma ampla gama de condições operacionais nos processos de fundição e solidificação gera, como conseqüência direta, uma diversidade de estruturas de solidificação. Parâmetros estruturais, tais como tamanho de grão e espaçamentos dendriticos são fortemente influenciados pelo comportamento térmico do sistema metal/molde durante a solidificação, consequentemente impondo uma estreita correlação entre o sistema descrito e a microestrutura resultante. As propriedades mecânicas de uma liga dependem do arranjo microestrutural decorrente da solidificação. Sobre essas circunstâncias, o comportamento mecânico da liga, representado pelas tensões e/ou deformações, será definido pelo tamanho de grão, espaçamentos dendriticos, eventuais porosidades e partículas ou outras fases segregadas. Expressões que correlacionem o comportamento mecânico com os parâmetros microestruturais são bastante úteis para um planejamento prévio das condições de solidificação em função de um determinado nível resistência mecânica que se pretenda alcançar, como exemplo, estabelecer um caminho de programação tanto da microestrutura, bem como das propriedades mecânicas. O objetivo nesse trabalho é investigar a influência da transferência de calor na microestrutura de solidificação de ligas Zn-AI e a correlação com as propriedades mecânicas. Os resultados experimentais incluem os coeficientes variáveis de transferência de calor metal/molde e molde/ambiente (h;) e (hAmb)...

Influencia de parametros termicos de solidificação na transição colunar/equiaxial

Claudio Alves de Siqueira Filho
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 27/11/2002 PT
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A macroestrutura de solidificação de peças fundidas ou lingotes pode apresentar-se na forma de grãos completamente colunares ou totalmente equiaxiais, dependendo da composição química da liga e das condições de solidificação. Uma forma estrutural mais complexa, típica de solidificação em moldes de maiores difusividade de calor como moldes metálicos e refrigerados, é composta pelas duas zonas estruturais. Essa forma mista de solidificação ocorre quando os grãos equiaxiais encontram condições de nuclear e crescer no líquido, à frente da fronteira colunar de crescimento, provocando a transição colunar/equiaxial. A previsão da transição colunar/equiaxial é de grande interesse na programação das propriedades mecânicas de produtos solidificados. Peças com estruturas completamente equiaxiais são mais apropriadas para inúmeras aplicações, uma vez que apresentam isotropia de propriedades fisicas e mecânicas. Por outro lado, a anisotropia das propriedades das estruturas colunares permite aplicações tecnológicas importantes, como por exemplo, no crescimento de lâminas de turbinas de motores a jato. Uma série de experiências é realizada para analisar a transição colunar/equiaxial durante a solidificação direcional de ligas Al-Cu e Sn-Pb em condições transitórias de fluxo de calor para diferentes superaquecimentos e coeficientes variáveis de transferência de calor na interface meta/molde. Uma abordagem teórico-experimental é desenvolvida para a determinação quantitativa de parâmetros térmicos de solidificação: coeficientes variáveis de transferência de calor meta/molde...

Caracterização da microestrutura dendritica na solidificação vertical descendente de ligas AL-CU; Characterization of dendritic array during downward transient directionally solidified AL-CU alloys

Daniel Monteiro Rosa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 07/12/2004 PT
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Os espaçamentos dendríticos são parâmetros microestruturais importantes, resultantes do processo de solidificação. Eles afetam os perfis de microssegregação e governam a formação de segundas fases na região interdendrítica, influenciando, conseqüentemente, as propriedades mecânicas do material. Poucos estudos têm analisado os efeitos da convecção no líquido interdendrítico, bem como a influência da direção de crescimento em relação à gravidade nos espaçamentos dendríticos. Neste trabalho, foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional vertical descendente, constituído por uma lingoteira de aço inox com diâmetro interno de 56mm, 150mm de comprimento e 10mm de espessura. Na parte superior, foi posicionada uma câmara de refrigeração a água do mesmo material do molde e com espessura útil de 3,0 mm. Após a obtenção dos lingotes e registrados os respectivos perfis térmicos experimentais, foram determinadas as variáveis térmicas de solidificação: coeficiente de transferência de calor metal/molde, velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos, tempos locais de solidificação e taxas de resfriamento para a solidificação unidirecional descendente de ligas hipoeutéticas do sistema Al-Cu (Al3%Cu...

Estruturas celulares, transição celular/dendritica e estruturas dendriticas na solidificação unidirecional transitoria; Cellular structures, cellular/dendritic transition and dendritic structures during transient unidirectional solidification

Daniel Monteiro Rosa
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/05/2007 PT
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As morfologias das estruturas de solidificação, caracterizadas principalmente por arranjos celulares e dendríticos, e suas grandezas representadas por espaçamentos celulares e dendríticos primários, secundários e terciários, controlam os perfis de segregação e a formação de segundas fases dentro das regiões intercelulares ou interdendríticas, que determinam as propriedades finais das estruturas fundidas. O presente trabalho pretende contribuir para o entendimento do desenvolvimento microestrutural de ligas binárias através da análise de dois sistemas binários que possuem elevada importância para a indústria na fabricação de peças fundidas automotivas e grades de baterias: Al-Si e Pb-Sb, respectivamente. Os experimentos realizados utilizaram dois diferentes dispositivos em que o calor é extraído somente pelo sistema de resfriamento a água, localizado no fundo (solidificação ascendente) e no topo (solidificação descendente) da lingoteira. As variáveis térmicas de solidificação foram determinadas pela leitura de temperaturas a partir de termopares posicionados dentro da lingoteira em diferentes posições em relação à superfície refrigerada. Estas variáveis térmicas foram confrontadas com as previsões teóricas de um modelo numérico de solidificação. Os aspectos macroestruturais e microestruturais foram caracterizados ao longo dos lingotes através de microscopia óptica. Para as ligas Al-Si foi realizada uma análise complementar do efeito da convecção térmica e constitucional nos espaçamentos dendríticos terciários na solidificação unidirecional transitória descendente. Ligas hipoeutéticas Pb-Sb foram utilizadas para analisar as influências das variáveis térmicas de solidificação e da concentração de soluto nas estruturas celulares...

Influencia da convecção no liquido nas variaveis termicas e estruturais na solidificação descendente de ligas Sn-Pb

Jose Eduardo Spinelli
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 22/02/2005 PT
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37.665635%
Poucos estudos têm analisado os efeitos da convecção no líquido interdendrítico, bem como a influência da direção de crescimento em relação à gravidade nas variáveis térmicas e estruturais durante a solidificação. Neste trabalho, foi utilizado um dispositivo de solidificação unidirecional vertical descendente, constituído por uma lingoteira de aço inoxidável com diâmetro interno de 60 mm, 157 mm de comprimento e 9 mm de espessura. Na parte superior, foi posicionada uma câmara de refrigeração a água do mesmo material do molde e com espessura útil de 3,0 mm. Após a obtenção dos lingotes e registrados os respectivos perfis térmicos experimentais, foram determinadas as variáveis térmicas de solidificação: coeficiente de transferência de calor metal/molde, velocidades de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos e taxas de resfriamento para a solidificação unidirecional descendente de ligas hipoeutéticas do sistema Sn-Pb (Sn5%Pb, Sn15%Pb e Sn20%Pb). Estas variáveis térmicas são confrontadas com as previsões teóricas de um modelo numérico de solidificação e, em seguida, correlacionadas com os parâmetros estruturais: espaçamentos dendríticos primários, secundários e transição colunar/equiaxial (TCE). Dessa forma...

Determinação dos parametros de controle da solidificação do eutetico Sn-Pb em sistemas metal/molde refrigerados

Amauri Garcia
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em //1975 PT
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Efetuou-se inicialmente uma revisão das teorias existentes relativas à transformação eutética, relacionando-se as características estruturais dos eutéticos com os parâmetros da solidificação capazes de condicionar a estrutura final, particularmente a velocidade de solidificação e o gradiente térmico no liquido. Posteriormente determinou-se experimentalmente estes parâmetros com solidificação realizada na forma unidirecional ascendente em um sistema metal/molde refrigerado, utilizando-se como material - tipo o eutético Sn-Pb. Foram feitas as seguintes verificações experimentais: (a) a influência da aplicação de recobrimentos isolantes na interface metal/molde sobre a cinetica de solidificação; (b) medida dos coeficientes de transmissão de calor da interface metal/molde para as diversas condições de contato térmico utilizadas; (c) solidificação com o eutético superaquecido, para determinar-se o comportamento do gradiente térmico no liquido sob diferentes condições de contato termico; (d) efeito dos parâmetros operacionais do processo de solidificação sobre a estrutura resultante. Finalmente, verificou-se a aplicabilidade do modelo unidirecional parabólico, para a determinação do tempo de solidificação de lingotes...

Solidificação transitoria, microestrutura e propriedades de ligas Al-Ni; Transient solidification, microstruture and properties of Al-Ni alloys

Manuel Venceslau Cante
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/07/2009 PT
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O desenvolvimento de microestruturas otimizadas durante o processo de solidificação são de fundamental importância nas propriedades e desempenho de produtos acabados baseados em ligas metálicas. Neste estudo é analisada a cinética envolvida no processo de solidificação, seus efeitos nos parâmetros macro e microestruturais e a sua conseqüente influência nas propriedades mecânicas. Com esse intuito, ligas hipoeutéticas do sistema binário são estudadas Al-Ni por meio de experimentos de solidificação vertical ascendente sob regime transitório de condução de calor. Os espaçamentos dendríticos primários (?1) e secundários(?2) foram medidos ao longo de todos os lingotes para cada uma das ligas analisadas e correlacionados com as variáveis térmicas de solidificação. Uma abordagem teórico-experimental é utilizada na determinação quantitativa de tais variáveis térmicas: coeficiente de transferência de calor na interface metal/molde, velocidade de deslocamento da isoterma liquidus, gradientes térmicos, taxa de resfriamento e tempo local de solidificação. Os dados experimentais referentes à solidificação das ligas são confrontados com os principais modelos teóricos de crescimento dendrítico da literatura. Este estudo aborda...

Solidificação de ligas euteticas livres de Pb para soldagem : parametros termicos e microestrutura; Solidification of lead free eutectic solder alloys : thermal parameters and microstructure

Antonio Carlos Pires Dias
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 28/07/2009 PT
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As ligas de solda à base de estanho apresentam excelente fluidez e temperaturas de trabalho ideais para a união de componentes eletrônicos. A solda com ligas do sistema estanho chumbo é a mais comum para soldas em eletrônica. Entretanto, há muitas preocupações com o uso do chumbo, devido aos diversos efeitos adversos na saúde humana e contaminação do meio ambiente. Por essas razões, na maioria dos países o chumbo já é condenado e proibido de ser incorporado em diversos produtos. Neste sentido, a indústria eletrônica está de olho em soldas livres de chumbo que possam substituir a clássica solda estanho-chumbo. É objetivo deste trabalho analisar a solidificação de ligas eutéticas dos sistemas Sn-Ag e Sn-Cu, que são duas ligas com potencial de substituição. Foram desenvolvidos experimentos para determinar a influência do acabamento superficial da chapa molde nos parâmetros térmicos de solidificação durante a solidificação direcional ascendente em regime transitório de extração de calor de ligas eutéticas Sn-Pb, Sn-Cu e Sn-Ag. Foram utilizados dois tipos de acabamentos superficiais na chapa molde: lixado e ranhurado, para investigar as condições de afinidade metal/substrato. Foi desenvolvida uma abordagem teórico-experimental para determinar quantitativamente as variáveis térmicas...

Modelagem matematica da solidificação de ligas binarias com aplicação no calculo da macrossegregação inversa

Mario Ynoue
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 13/02/1992 PT
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Foi desenvolvido um modelo analítico de solidificação estendido, baseado em modelos anteriores de Garcia-Prates, que permite a determinação de distribuições de temperatura e cinética de solidificação de ligas (solidificação com zona pastosa) vazadas com superaquecimento em moldes maciços. Este modelo de solidificação foi introduzido na equação de redistribuição de soluto local proposta por Flemings-Nereo e o modelo resultante foi aplicado no cálculo de macrossegregação de ligas binárias solidificadas unidirecionalmente, com extensa zona pastosa, que apresentam contração de solidificação. O perfil de concentração de soluto ao longo do lingote é de segregação inversa típica. Resultados do modelo de solidificação foram comparados com os de um modelo usando método de diferenças finitas e mostraram concordâncias boas e razoáveis. Perfis de concentração de segregação inversa calculados para a liga Al-4,5%Cu apresentam boa concordância com outros modelos e resultados experimentais encontrados na literatura. O modelo de segregação desenvolvido permite uma utilização versátil em simulações de condições práticas de solidificação, pois variáveis como coeficiente de transferência de calor metal-molde...

Estudo experimental e numérico da solidificação em torno de um tubo aletado radialmente com e sem promotor de turbulência; Experimental and numerical study of solidification around a finned tube radially without turbulence promoter

Raquel da Cunha Ribeiro da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 26/02/2010 PT
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O armazenamento de calor na forma de calor latente representa uma alternativa de grande potencial em sistemas intermitentes e de conservação. Uma das geometrias menos exploradas na literatura e no campo de aplicação é a geometria cilíndrica com aletas fixadas radialmente ao longo do tubo. As aletas neste caso representam dispositivos para aumentar a taxa de transferência de calor e assim a solidificação do PCM. Com o intuito de aumentar ainda mais a taxa de solidificação do PCM, a inserção de um promotor de turbulência ao longo do tubo, provoca maior agitação e turbulência que por sua vez aumenta o coeficiente de troca de calor e assim a taxa de solidificação do PCM. Assim este estudo visa investigar as influências dos parâmetros geométricos e operacionais sobre a velocidade da interface, tempo de solidificação completa e massa total solidificada e conseqüentemente a energia total armazenada. Na investigação experimental foram testados tubos com diversas aletas variando os diâmetros de 40 a 180 mm, várias vazões de fluido secundário e várias temperaturas de operação com e sem promotor de turbulência e com e sem aletas com o objetivo principal de quantificar os efeitos das aletas e promotor de turbulência sobre a taxa de solidificação ou velocidade da interface...

Modelagem numérica e análise experimental de parâmetros térmicos e microestruturais na solidificação radial de ligas binárias; Numerical modeling and experimental analysis of thermal and microstructural parameters in the radial solidification of binary alloys

Felipe Bertelli
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 31/10/2012 PT
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A análise do comportamento térmico em um sistema metal/molde cilíndrico durante a solidificação é de interesse tanto teórico quanto industrial. A determinação precisa da velocidade a que o metal se solidifica e a distribuição do campo de temperaturas dentro do metal é de suma importância para a otimização e o controle de processos de fundição. Modelos numéricos são amplamente utilizados, tendo em vista a simulação do processo de solidificação em inúmeras áreas, incluindo o vazamento, a soldagem, o crescimento de cristais e o processamento a laser. A simulação numérica de peças cilíndricas fundidas só pode produzir informações corretas se as condições de térmicas de fronteira, tais como o coeficiente transitório de transferência de calor metal/molde (h), e outros parâmetros térmicos como velocidade de solidificação e taxa de resfriamento forem conhecidos com precisão. Apesar da importância do parâmetro h para a fundição de peças cilíndricas, as informações disponíveis na literatura são escassas. No presente trabalho foram desenvolvidos um modelo numérico para análise da solidificação radial em geometrias cilíndricas e um extenso estudo experimental abrangendo a solidificação de ligas binárias em sistemas de extração de calor radial...

Protocolo de avaliação de materiais resultantes da estabilização por solidificação de resíduos

Brito, André Luiz Fiquene de
Fonte: Florianópolis, SC Publicador: Florianópolis, SC
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 179 p.| il., grafs., tabs.
POR
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Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental; A Estabilização por Solidificação é uma forma de realizar o tratamento de resíduos e para tanto necessita do conhecimento das respostas ambientais e estruturais em função da destinação preconizada. Tais respostas são obtidas basicamente pelo estudo das propriedades mecânicas e químicas do resíduo e pela simulação e modelagem visando uma extrapolação dos dados para o longo prazo. O objetivo principal deste estudo é apresentar uma proposta de protocolos para avaliar o material resultante da estabilização por solidificação. Os objetivos específicos são (i) definir aspectos operacionais e um conjunto de critérios para avaliar a integridade/durabilidade e a imobilização de constituintes perigosos e (ii) apresentar mecanismos de classificação do material estabilizados por solidificação propondo rotas para sua destinação. O protocolo de avaliação é importante para avaliar de forma conjunta materiais estabilizados por solidificação em termos de integridade, durabilidade e imobilização de contaminantes e contribuir como uma ferramenta no gerenciamento e tratamento de resíduos perigosos. Para alcançar os objetivos...

Correlação entre condições de solidificação, microestrutura a resistencia mecanica

Jose Maria do Vale Quaresma
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 02/02/1999 PT
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A imposição de uma ampla gama de condições operacionais em processos de fundição e lingotamento tem como decorrência direta a geração de uma diversidade de estruturas de solidificação. Parâmetros estruturais como tamanho de grão e espaçamento interdendrítico são bastante influenciados pelo comportamento térmico do sistema metal/molde durante a solidificação, impondo, conseqüentemente, uma correlação estreita entre este e a microestrutura resultante. As propriedades mecânicas de uma liga em seu estado bruto de solidificação dependem do arranjo microestrutural que se define no processo de solidificação. Nestas condições, tamanho de grão, espaçamentos interdendríticos, eventuais porosidades, produtos segregados e outras fases, é que irão definir o comportamento mecânico da liga, representado por tensões e/ou deformações. Expressões que correlacionam o comportamento mecânico com parâmetros da microestrutura são muito úteis para se buscar uma forma de planejamento prévio das condições de solidificação, em função de um determinado nível de resistência mecânica que se pretenda alcançar, ou seja, estabelecer um caminho de programação da microestrutura e das propriedades mecânicas. Neste particular...