[pt] Este trabalho apresenta uma análise do processo de fusão de uma substância pura em uma cavidade retangular; a qual tem uma das paredes verticais aquecida. A fase sólida do material em mudança de fase é mantida isotérmica à temperatura de fusão. Consequentemente, todo o processo é controlado pela convecção natural térmica na fase líquida. Os gradientes de densidade são devidos unicamente ao campo de temperaturas. O escoamento é laminar e a análise é feita de forma bidimensional. O fluido de trabalho é newtoniano. Supõe-se que a hipótese de Boussinesq é válida, ou seja, considera-se que o fluido possui densidade constante, com exceção do termo de força de empuxo da equação de momentum. São propostas algumas aproximações para descrever o comportamento da densidade em função da temperatura neste termo. As aproximações propostas dependem da substância de trabalho e da gama de temperaturas considerada. Materiais com diferentes números de Prandtl, sujeitos à fusão são analisados numericamente. A simulação numérica utiliza o Método dos Volumes Finitos e é baseada em uma hipótese que considera o processo de fusão como uma sucessão de estados quase-estacionários. Assim, a partir de uma dada posição da frente de fusão, resolve-se as equações de convecção natural em uma cavidade fixa. O formato irregular da interface sólido-líquido é levado em conta através de uma transformação de coordenadas não-ortogonais. De posse da solução da transferência de calor na interface, pode-se determinar a posição da frente de fusão no final do passo de tempo considerado. Em seguida, retorna-se o cálculo do escoamento convectivo para a nova cavidade líquida. O processo é repetido até que o processo de fusão chegue próximo ao fim. O caso da água, que passa por um máximo de densidade próximo à temperatura de 4 graus Celsius, recebe atenção especial. O comportamento anômalo da densidade desta substância pode exercer forte influência sobre a transferência de calor durante o processo de fusão do gelo. O interesse particular no caso da água se deve ao fato do máximo de densidade ocorrer em um domínio de temperaturas frequentemente encontrado na natureza e em diversas aplicações tecnológicas. A carência de trabalhos neste campo motivou a realização de uma parte experimental. Os experimentos realizados permitem medidas de temperatura e observações fotográficas do escoamento e do avanço da frente de fusão. Os resultados mostram que a variação não-linear da densidade do termo de força de empuxo afeta a transferência de calor por convecção natural, o movimento da interface e a estrutura do escoamento. / [en] This work presents an analysis of the melting process of a pure substance enclosed in a rectangular cavity heated from one of the verticals walls. The solid phase of the phase-change material is maintained isothermal at the fusion temperature. Consequently, the process is controlled by thermal natural convection in the liquid phase. The density gradients result from the temperature field only. The flow is laminar and the analysis is two-dimensional. The fluid is Newtonian. The Boussinesq hypothesis is assumed, that is the fluid density is considered to be constant, except in the driving term of the momentum equation. Various approximations are proposed for this term to describe the density behavior with the temperature. The proposed approximations depend on the substance and on the temperature range. Materials submitted to the melting phenomena with different Prandtl numbers are numerically investigated using a Finite Volume Method. The numerical simulation is based on the hypothesis of the quasi-stationary processes. So, from a certain position of the melting front, the natural convection equations in a fixed cavity are solved. The shape of the solid-liquid interface creates some difficulties. An algebraic method of transformation of non-orthogonal coordinates is used to map the irregular physical space occupied by the liquid into a rectangular computational space. The resulting local heat transfer at the interface is then used to determine the position of the melting front at the end of the time step. Next, the convective flow at the new liquid cavity is calculated. The procedure is repeated until the substance is almost completely melted. Special attention is given to the case of water, where a maximum density is attained at a temperature close to 4 degrees Celsius. The anomalous behavior of the water density can strongly influence the heat transfer during the melting process of ice. The lack of works in this field have motivated an experimental investigation. The particular interest of ice melting is based on the fact that the maximum density occurs over a wide range of temperature frequently found in nature and many technological applications. The experiments performed allow temperature measurements and photographic observations of the flow and the melting front motion. The results show that the non-linear density variation in the buoyancy term affects the heat transfer by natural convection, the interface motion and the flow structure.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-19T14:19:22Z No. of bitstreams: 1 PGEF17MA086.pdf: 1284817 bytes, checksum: 7ed61f4c9f53e5784be2456fd057c77f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-19T14:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF17MA086.pdf: 1284817 bytes, checksum: 7ed61f4c9f53e5784be2456fd057c77f (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / UNIEDU / FUMDES / A basic understanding of the structural dynamics of the forest, the morphometry of individuals, as well as their interdimensional relationships is required to guide quality management. The objectives of this work were to describe the dynamics of the diametric distribution in order to propose management interventions using the Liocourt quotient, to evaluate the morphometric relationships, to adjust equations for the relation between the maximum density of trees per hectare in relation to the crown variables and to verify if the average and periodic diameter increases of Araucaria angustifolia (Bertol) Kuntze plus the diameter at breast height measured in 2012 are equivalent to the diameters at breast height remeasured in the year 2016. The data were collected in a fragment of A , and the mortality of 25 permanent sample units of 400 m², installed in the year of 2012, were measured in the year 2016. All the araucaria individuals were remeasured in the year of 2016. chest height, total height, crown insertion height, and four crown rays of all individuals with diameter a from 10 centimeters and 121 araucaria were obtained increment rolls. The cut intensity and cutting rate were also calculated for cutting cycles of 20, 25 and 30 years. The calculated morphometric indexes were: degree of slenderness, salience index, coverage index, formal crown and crown ratio. The canopy diameter, canopy competition factor, canopy area, crown volume and number of individuals per hectare were also calculated with the data set and for verifying the mean increments added with the diameter at height of the breast measured in 2012 were equivalent to the diameters of breast height measured in remeasurement was considering the average increment obtained from each tree in 2012 and the periodic increase. For the quotient of Liocourt was found the value of 1.32. The cutting rates were 44.89 m³ / ha, 63.64 m³ / ha and 86.52 m³ / ha for the cutting cycles of 20, 25 and 30 years respectively, in this way the potential volume of wood that can be from this fragment would bring economic, social and ecological benefits. The number of trees per diametric class correlated positively only with the degree of slenderness, and with the other variables the correlation was negative, reflecting the competition for light to which individuals are suffering. The results found for the Cup Competition Factor were higher than 95%, evidencing a high degree of soil cover in the crowns, where the maximum density per hectare considering crown surface area and crown volume was 171 trees for one average diameter of 32 cm. The calculation of the diameter at breast height performed through the diametric increment was similar to the measurement data of this variable obtained in the field, making it possible to use them to prognose the future diameters of araucaria trees / Para direcionar à um manejo de qualidade se faz necessário um conhecimento básico sobre a dinâmica estrutural da floresta, a morfometria dos indivíduos, bem como suas relações interdimensionais. Os objetivos do trabalho foram descrever a dinâmica da distribuição diamétrica a fim de propor intervenções de manejo utilizando-se o quociente de Liocourt, avaliar as relações morfométricas, ajustar equações para a relação entre a densidade máxima de árvores por hectare em relação às variáveis de copa e verificar se os incrementos diamétricos médios e periódicos de Araucaria angustifolia (Bertol) Kuntze somados com o diâmetro a altura do peito mensurado em 2012 são equivalentes aos diâmetros à altura do peito remedidos no ano de 2016. Os dados foram coletados em um fragmento de A. angustifolia de 84 ha em Lages, SC, sendo remedidos no ano de 2016 todos os indivíduos de araucária, os ingressos e verificado a ocorrência de mortalidade em 25 unidades amostrais permanentes de 400 m², instaladas no ano de 2012. Foram medidos o diâmetro à altura do peito, a altura total, altura de inserção de copa e quatro raios de copa de todos individuos com diâmetro a partir de 10 centimetros e de 121 araucárias obteve-se rolos de incremento. Também foram calculadas a intensidade de corte e a taxa de corte para ciclos de corte de 20, 25 e 30 anos. Os índices morfométricos calculados foram: grau de esbeltez, índice de saliência, índice de abrangência, formal de copa e proporção de copa. Com o conjunto de dados também foi calculado o diâmetro de copa, o fator de competição de copa, a área de superfície de copa, o volume de copa e número de indivíduos por hectare e para a verificação dos incrementos médios somados com o diâmetro a altura do peito mensurados em 2012 eram equivalentes aos diâmetros a altura do peito mensurados na remedição foi considerando o incremento médio obtido de cada árvore em 2012 e o incremento periódico. Para o quociente de Liocourt foi encontrado o valor de 1,32. As taxas de corte foram de 44,89 m³/ha, 63,64 m³/ha e 86,52 m³/ha para os ciclos de corte de 20, 25 e 30 anos respectivamente, dessa forma o volume potencial de madeira que pode ser retirado desse fragmento trariam benefícios econômicos, sociais e ecológicos. O número de árvores por classe diamétrica correlacionou-se positivamente somente com o grau de esbeltez, sendo que com as demais variáveis a correlação foi negativa, refletindo a concorrência por luz ao qual os indivíduos estão sofrendo. Os resultados encontrados para o Fator de Competição de Copa foi superior a 95% evidenciando um alto grau de cobertura do solo pelas copas, onde a densidade máxima por hectare considerando a área de superfície de copa e o volume de copa foi de 171 árvores para um diâmetro médio de 32 cm. O cálculo do diâmetro a altura do peito realizado através do incremento diamétrico foi similar aos dados de mensuração dessa variável obtidos a campo, tornando-se possível utiliza-los para prognose de diâmetros futuros das árvores de araucária

The diploma thesis deals with the determination of the influence of the maximum density of the cement matrix on the volume changes of concrete, the influence of different admixtures or their combinations on the development of hydration temperatures and on the water separation of concrete. The theoretical part describes the various types of volume changes of concrete, the effects of individual input components and mineral admixtures on water separation, hydration heat development and concrete microstructure. The experimental part is focused on monitoring not only the volume changes of concrete mixtures made using different types of admixtures or their suitable combination until the age of 60 days of maturation, but also the influence of their use on selected mechanical parameters of concrete such as compressive strength, concrete in its fresh state and monitoring changes in the microstructure from long-term aging mixtures.