ES - Teses de Doutoramento
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Recent Submissions
- Dinâmica da dupla difusão : aplicação a lagos solaresPublication . Lima, Maria Margarida de Lemos Canedo Giestas; Pina, Heitor; Joyce, António Luiz Moura
- Efeito da radiação micro-ondas na sinterização em fases sólida e líquida de pós de aço inoxidável 3I6LPublication . Inverno, Armando S.; Vieira, Maria Teresa F.; Mascarenhas, JoãoO progresso tecnológico e científico tem obrigado à produção de componentes com geometrias complexas e à sua miniaturização, em metais e ligas metálicas. A competitividade obriga a propriedades de resistência e comportamento e funcionalidade mais exigentes, o que tem impulsionado o desenvolvimento das nanotecnologias na pesquisa de soluções, em muitos casos, com base nas propriedades dos materiais produzidos convencionalmente. A pulverometalurgia é uma tecnologia de fabrico de componentes na forma quase definitiva ou definitiva, possibilitando uma elevada cadência de produção e a obtenção de materiais com composições e geometrias que não são possíveis de obter por processos convencionais. Assiste-se a um crescente desenvolvimento e aperfeiçoamento de soluções, baseadas na aplicação de materiais metálicos nanocristalinos em simultâneo com materiais microcristalinos. Um exemplo é a utilização de pós metálicos de dimensão micro aos quais é modificada a sua superfície pela aplicação de um revestimento de espessura nanométrica. O material utilizado no revestimento é normalmente da mesma natureza, onde se procura aumentar a reactividade dos pós ao nível da sua superfície e aumentar a eficiência da sinterização. Assim, é possível sinterizar a temperatura e duração de patamar inferiores aos adoptados normalmente nos aços 316L, considerando que sinterizar a temperaturas mais elevadas e de maior duração implicam maior crescimento do grão, degradando as propriedades mecânicas. A utilização de fornos de micro-ondas para sinterização de ligas metálicas surgiu como tecnologia alternativa, com algumas vantagens relativamente aos processos convencionais. Os materiais metálicos na forma de pós aquecem volumetricamente por efeito do campo magnético (H), a uma velocidade superior à dos sistemas convencionais. No entanto, os designados “efeitos não térmicos das micro-ondas” que podem estar na origem de fenómenos de aquecimentos localizados (hot-spot) e “descontrolado” (thermal runaway) carecem ainda de interpretação científica. Neste trabalho procurou-se contribuir para o esclarecimento de algumas das questões em torno da sinterização de componentes em aço inoxidável austenítico 316L, recorrendo a fornos micro-ondas. Analisaram-se as características superficiais dos pós e a sua reactividade por efeito do revestimento sobre a redução da porosidade e as microestruturas obtidas após sinterização, recorrendo à microscopia electrónica de varrimento (MEV), difracção por raios-X e microssonda electrónica. Estudaram-se as implicações que a morfologia e dimensão de partícula, o aumento da área superficial específica, o revestimento nanoestruturado, o atrito interpartículas e fenómenos de aglomeração, sobre a densidade em verde e densificação, nomeadamente na densidade final e na porosidade. Definiram-se ciclos de sinterização com temperaturas e durações de patamar inferiores aos utilizados convencionalmente que permitissem uma apreciação mais detalhada da utilização das micro-ondas comparando resultados com os obtidos em forno de vácuo em condições de patamar isotérmico e temperatura idênticos. Em micro-ondas utilizaram-se atmosferas constituídas por misturas de gases N2 + 7%H2, e Ar + 7%H2. Estudou-se o efeito da presença de uma fase líquida na densificação, pela adição de fracções ponderais de Estanho (5%, 10% e 20%), aos pós de aço 316L e ainda a alteração do revestimento nanométrico dos pós, de aço 304L para Níquel. Utilizaram-se pós de morfologia irregular (d50 = 38 ?m) e esférica (d50 = 8 ?m) revestidos e não revestidos e misturados na proporção ponderal de 50%-50%. Utilizou-se um terceiro pó usado em ?MIM, d50 = 3 ?m, para analisar a influência de partículas mais finas no processamento por micro-ondas. Os valores de densidade em verde variaram (78,8% a 83,3%), aumentando com a adição de Estanho (82,3% a 88,1%). O revestimento com Níquel e o incremento da fracção de Estanho (20% pond.) aumentaram também a densidade em verde (81,4% a 91,1%). Após sinterização valores de porosidade exibiram variações distintas. Em vácuo decresceram nos ciclos a temperaturas mais elevadas e mais longos, em consequência da cinética da difusão. Nos ciclos com adição de 10% de Estanho a 1000 ºC e 1100 ºC e patamar de 60 minutos, a porosidade aumentou. Em micro-ondas a porosidade decresceu com o aumento da temperatura. Contudo para a mesma temperatura a porosidade aumentou nos pós não revestidos e decresceu nos revestidos em particular nos de menor granulometria. O menor valor observou-se nos pós revestidos e adição de 5% de Estanho, para a temperatura de 1000 ºC, o que pode evidenciar o efeito do revestimento na redução da porosidade, aliado ao efeito da formação de uma fase líquida durante a sinterização. No ciclo 1100 ºC e 60 minutos a porosidade aumentou. O efeito do revestimento com Níquel na redução da porosidade não foi tão relevante por comparação com o observado nos pós revestidos em aço 304L. Os melhores valores obtiveram-se nos pós de menor granulometria, nos ciclos sem adição de Estanho. A presença de Estanho contribuiu para o aumento da porosidade. A alteração da atmosfera redutora de N2 + 7%H2 para Ar + 7%H2 poderá ter contribuído para a estabilização da porosidade, por efeito da presença de Argon. A análise das microestruturas em MEV e por difracção de raios-X evidenciou a existência de precipitados de Crómio, devidos a reacção com a atmosfera redutora, principalmente nas fronteiras de grão, constituídos por carbonetos de Crómio e nitretos de Crómio. Na sinterização de aços inoxidáveis 316L, observa-se que o efeito conjugado das micro-ondas com o revestimento nanocristalino das partículas é benéfica principalmente nos pós de menor granulometria, bem como a nível da redução das temperaturas e das durações dos patamares de sinterização face ao normalmente adoptados em sinterização convencional.
- Concentrating solar power + desalination plants (CSP+D): models and performance analysisPublication . Casimiro, SérgioEm 2013 a capacidade mundial para produção de água potável através de processos industriais de dessalinização era aproximadamente de 81 milhões de metros cúbicos por dia. Além disso, 9 dos 10 países com maior capacidade instalada para produzir água por dessalinização situam-se em regiões com altos níveis de irradiação solar. A combinação de centrais Solares Termoeléctricas de Concentração (CSP) e unidades de produção de água potável, poderá ser uma alternativa viável com vista a minimizar a poluição gerada com a cogeração de água e de electricidade. O trabalho apresentado descreve o desenvolvimento de modelos para a análise termodinâmica deste tipo de centrais em cogeração (em fase de pré-dimensionamento). Foi desenvolvido um novo modelo que descreve o processo de Destilação por Multi-Efeito (MED), tendo sido validado com dados de uma central comercial. Este modelo foi integrado num modelo existente capaz de simular a operação de centrais de CSP. A simulação de centrais de CSP em cogeração com centrais de Osmose Inversa (RO) também foi analisada. A região de Trapani, na Sicília foi utilizada como caso de estudo. Os resultados da utilização destas novas ferramentas apontam para um potencial bom desempenho térmico de centrais de dessalinização em cogeração com centrais de CSP.
- Caractérisation et modélisation des capteurs a faible concentration : Proposition d'une Procédure d'EssaiPublication . Costa, J. CruzL'Energie Solaire présent des spécificités très marquées par rapport aux sources énergétiques habituellement exploitées et notamment le fait qu'il s'agit d'un flux intermittent, de faible densité, et soumis à des variations aléatoires, journalières et saisonnières. Ces spécificités rendent souvent délicate la prise en compte, pourtant indispensable, de l'utilisation rationnelle de l'energie. D'autre part elles conduisent souvent à un investissement relativement élevé qui leur est préjudiciable dans une comparaison avec les autres sources.Dans ce cas, et en premiére approche, il faut - au moins - que l'investissement consenti soit récuperé dans un temps bien inférieur à la durée de vie prévisible pour le système. Pour ce qui concerne le travail, notre contribution s'appuie sur le fait que pour savoir si une installation peut être économiquement valable, il faut connaître ses performances et pour les connaître il faut pouvoir en caractériser l'ensemble des éléments.
- Modelação de Micro-Sistemas Híbridos Fotovoltaicos/Eólicos para Produção DescentralizadaPublication . Viana, SusanaNeste trabalho são estudados micro-sistemas híbridos fotovoltaicos/eólicos ligados a micro-redes, com limites de produção da ordem de 50kw de potência pico de fotovoltaico e 50kw de eólica. É analisado o funcionamento dos vários elementos de um sitema híbrido de teste existente no campus do Lumiar do INETI, e a resposta em regime permanente dos equipamentos de electrónica de potência utilizados para a conversão da energia produzida através das fontes renovéveis. Desenvolvem-se modelos que possam vir a ser utilizados na optimização do dimensionamento de sitemas híbridos ligados a uma micro-rede, pretendendo-se criar com esses modelos uma biblioteca para os vários equipamentos, que permita que se escolha a configuração e o tipo de equipamentos a utilizar, e testar a resposta desse sistema. É ainda feita a comparação do funcionamento de uma micro-rede em corrente alternada, com uma micro-rede em corrente contínua, averiguando-se as vantagens de uma e outra configuração em termos de perdas e quedas de tensão nas linhas e de perdas nos conversores. Com as ferramentas assim desenvolvidas será possível dimensionar sistemas híbridos e determinar, em função dos recursos disponíveis, a configuração de micro-rede que melhor se adapta à aplicação desejada.