[pt] Experiências foram realizadas para se determinar coeficientes de transferência de calor e fatores de atrito para escoamento em dutos cujas seções transversais têm a forma de triângulos isósceles. Dois dutos foram usados; um tinha um ângulo de vértice igual a 120 graus e o outro 60 graus. As experiências foram realizadas utilizando-se trocadores de calor de dutos triangulares. Os fluidos foram ar e água. Coeficientes médios de transferência de calor foram determinados através da medida dis coeficientes globais de transferência de calor dos trocadores. No caso do duto de 120 graus, as paredes dos triângulos isósceles eram lisas. Foram estudados escoamentos laminares e turbulentos. Para o duto de 60 graus, duas paredes pinadas. A finalidade dos pinos foi aumentar a área de troca de calor. Nesse caso (60 graus) apenas escoamento turbulento foi estudado. Para os dutos com paredes lisas, foi possível se obter a dependência dos coeficientes de troca de calor dos dutos com o número de Prandtl. Para se atingir condições totalmente desenvolvidas, os trocadores de calor, tinham um comprimento de entrada de aproximadamente 35 diâmetros hidráulicos. As condições de contorno térmicas consistiram de temperatura uniforme nas paredes iguais dos dutos, sendo a terceira parede isolada. Os dutos triangulares dos trocadores de calor consistiram de duas paredes metálicas e uma parede de material menos condutor. Os resultados são apresentados sob formas adimensionais. Números de Nusselt e fatores de atrito como funções dos números de Reynolds. / [en] Experiments were performed to determine heat transfer coefficients and friction factors for flows in ducts whose cross sections have the shape of isosceles triangles. Two ducts were used; one with an apex angle equal to 120 degrees and the other 60 degrees. The experiments were performed by utilizing triangular duct heat exchangers. The fluids were air and water. Average heat transfer coefficients of the heat exchangers. In the case of the 120 degrees duct, the walls of the isosceles triangles were smooth. Laminar and turbulent flows were studied. For the 60 degrees duct, two situations were considered; one with smooth walls and the other with two pinned walls. The purpose of the pins was to increase the heat transfer area. In this case (60 degrees) only turbulent flow was studied. For the ducts with smooth walls, it was possible to obtain the dependence of the duct heat transfer coefficients with prandtl number. To attain the duct heat transfer coefficients with Prandtl number. To attain fully developed conditions, the heat exchangers had a starting length of approximately 35 hydraulic diameters. The thermal boundary conditions consisted of uniform temperature on the two equal walls of the duct, the third wall being insulated. The triangular ducts of the heat exchangers consisted of two metallic walls and of lesser conduction material. The results are presented in dimensionless forms. Nusselt numbers and friction factors as functions of Reynolds Numbers.

[pt] Este trabalho apresenta um método geral e prático, baseado em técnicas de convolução discreta, para avaliar o valor esperado e a variância dos índices de freqüência e duração (FeD) da perda de carga de um sistema de geração. O método proposto modela sem qualquer restrição unidades geradoras com estados operativos de capacidade reduzida simultaneamente com todos possíveis estados de carga. O valor esperado e a variância dos índices de freqüência e duração da perda de carga são calculados, tratando as taxas de transição entre estados de geração e os picos de carga previstos como variáveis aleatórias. Técnicas de agregação são utilizadas para modelar as incertezas das disponibilidades da capacidade de geração das unidades hidráulicas. Sob este aspecto, os índices de confiabilidade são também variáveis aleatórias. A determinação da expansão da capacidade de geração na presença de incertezas é a proposta sob um novo enfoque. Este método avalia limites de confiança ( ou percentis) não só para os índices de perda de carga, mas também para os índices de Freqüência e Duração da falha. Assim, a expansão da capacidade de geração é reutilizada utilizando os percentis dos índices de risco em vez de se utilizar apenas seus valores médios. O método FeD proposto é utilizado para avaliar o impacto das incertezas nos parâmetros dos geradores e da carga, em sistemas típicos da geração, incluindo o Sistema Teste da confiabilidade do IEEE e uma configuração planejada para 1991 do Sistema Sul-Sudeste Brasileiro. / [en] This work presents a practical and general method base on discrete convolution techniques for evaluating the expectation and variance of the frequency and duration (FeD) reliability indices, for a single area system. The proposed method models simultaneously and without any restriction, derated generating capacity generation units with all possible load levels. The expectation and variance of Frequency and duration reability indices are evaluated based on discrete convolution, treating the the generating unit transition rates and forecast peak loads as random variables. Clustering techniques are used to model the incertainties in the output capacities of hydraulic units. Under this interpretation, the reliability indices are also random variables. The generation capacity expansion problem under uncertainties, for a single-area system, is addressed from a new point of view. This method determines confidence limits (or percenties) not only for the loss of load indices but also for the frequency and duration failure indices. The generating capacity expansion is then calculated through risk indices percenties instead of the usual expected values. The proposed FeD method is then used for evaluating the impact of load and generating parameter uncertainties on typical systems including the IEEE Reliability Test System, and the Brazlian South/Southeastern Generating System.

[pt] Os coeficientes de transferência de calor e os dados de perda de carga foram determinados experimentalmente, para o escoamento turbulento, em dutos circulares providos internamente de anéis transversais. Os resultados foram obtidos tanto para a região de entrada como na região totalmente desenvolvida. Foram investigados os efeitos da altura do anel, do espaçamento entre os anéis e do número de Reynolds. Variou-se o número de Reynolds de 5.000 a 75.000, enquanto que a faixa de passo p/H foi de 4 a 15. Duas alturas do anel foram estudadas, a saber, 0,05 e 0,10 vezes o diâmetro interno do tubo. O fator de atrito para as geometrias periódicas mostrou ser sempre bem superior ao fator de atrito para o tubo liso, crescendo rapidamente com H/D. Para os tubos com anéis de pequena altura, o fator de atrito decresce com o aumento do passo, enquanto o oposto é observado para os tubos com anéis maiores, na faixa pesquisada. Para H/D = 0,05, o coeficiente de transferência de calor é máximo para valores de p/H em torno de 10 e para baixos números de Reynolds. Para H/D e 0,10, o maior coeficiente de transferência de calor medido foi para p/H = 10, que mostrou ser praticamente independente do número de Reynolds. Uma comparação de desempenho entre os tubos anelados e liso foi realizada sob dois tipos de restrições, a saber, a iguais vazões mássicas e iguais potências de bombeamento. Os tubos anelados mostraram um melhor desempenho em todos os casos pesquisados, exceto para H/D = 0,10 com Re > 60.000. / [en] Heat transfer coefficients and pressure drop data were determine experimentally for turbulent flow in circular ducts equipped with internal transverse ribs. Both fully developed and entrance region results were obtained. The effects of the rib height, rib spacing, and Reynolds number were investigated. The Reynolds number ranged from 5,000 to 75,000, whereas the pitch p/H was varied in the range 4 to 15. Two rib heights were investigated, namely, 0.05 e 0,10 times the tube inside diameter. The friction factor for the periodic geometric was found to be always much larger than the smooth tube friction factor, increasing rapidly with H/D. For the tubes with short ribs, the friction factor decreases with increasing pitch, but the opposite is true for the tall ribbed tubes in the range investigated. For H/D = 0.05, tha heat transfer coefficient is highest for values of p/H around 10 and low Reynolds number. For H/D = 0,10, the highest heat transfer coefficients measured were for p/H = 10, where it was found to be nearly independent of the Reynolds number. Performance comparisons between the ribbed and smooth tubes were made under two types of constraints, namely, equal mass flow rate and equal pump power. It was found that the ribbed tubes have higher heat transfer perFormance for all cases investigated, except for H/D = 0.10 with Re > 60,000.

[pt] O presente trabalho descreve os experimentos realizados para estudar os efeitos da adição de polímeros sobre os perfis de velocidade de um escoamento turbulento desenvolvido. O objetivo é estudar os mecanismos de redução de arraste observando os efeitos causados nos perfis de velocidade e intensidade de turbulência utilizando a velocimetria por imagem de partículas (PIV) na sua forma estereoscópica como técnica experimental para medição do campo completo de velocidade tri-dimensional. Para a realização dos experimentos foi especialmente projetada e construída uma seção de testes que permitisse a realização de medidas de queda de pressão, além da medição de velocidades utilizando a técnica óptica SPIV. Conseguiu-se uma redução no atrito da ordem de 50% antes da degradação do polímero. Foi possível mostrar que o efeito da redução de arraste pela adição de polímeros depende diretamente do número de Reynolds do escoamento. Para Reynolds baixo (< 10(3)) não foi observada redução na perda de carga. No campo médio de velocidades foi observado um alargamento da camada de transição para o escoamento com a adição de polímeros, gerando um deslocamento do perfil de velocidades na região logarítmica. / [en] The present work is an experimental study of the characteristics of a drag reduced turbulent pipe flow. The main goal of the study is to measure the differences in the mean velocity and turbulence profiles between the Newtonian flow and the drag reduced flow using the stereoscopic particle image velocimetry (SPIV). It has been designed and built a loop test to perform the experiments. The loop test should allow the measurement of the pressure drop and the velocity field with the SPIV. It has been achieved a drag reduction of 50% before the polymer degradation. It was shown that drag reduction strongly depends on the Reynolds number. For low Reynolds number (< 10(3)) there was no drag reduction. In the mean velocity field it has been seen that the buffer layer is thickened, with causes an upward shift of the logarithmic profile for the drag reduced flow.

[pt] O presente trabalho analisa a transferência de calor e a perda de carga em escoamento turbulento através das regiões anulares lisas e aletadas. Os coeficientes de transferência de calor foram obtidos experimentalmente, utilizando-se a teoria de trocadores de calor. Também foram determinados os coeficientes de perda de carga associados a cada uma das geometrias analisadas. Os experimentos foram realizados em um trocador de calor bi-tubular concêntrico. Água (fluído quente) escoava através do tubo interno, enquanto ar (fluido frio) fluía através da região anular. Medindo-se as vazões e temperaturas na entrada e saída da seção de teste do trocador de calor, obtém-se a efetividade da mesma e, consequentemente, o coeficiente global de transferência de calor (médio). As condições de contorno adotadas foram de temperatura uniforme na superfície externa do tubo interno e de isolamento térmico na superfície externa do tubo interno e de isolamento térmico na superfície externa da região anular. Com o objetivo de obter-se condições de escoamento completamente desenvolvido, o trocador de calor possui um comprimento, a montante da seção de testes, de aproximadamente trinta diâmetros hidráulicos. Os coeficientes de transferência de calor e de perda de carga são apresentados de forma adimensional, como função do número de Reynolds do escoamento, os resultados obtidos para as regiões anulares lisas e aletadas são comparados entre si. O propósito de tal comparação foi o de estudar a influencia das aletas na perda de carga e na taxa de transferência de calor. No caso das regiões aletadas, verifica-se que a eficiência das aletas influencia a transferência de calor. Deste modo, realizou-se uma análise bi-dimensional de transferência de calor nas aletas para obter-se a eficiência das mesmas e, consequentemente, a eficiência das regiões aletadas. Também é mostrado que o desempenho térmico da região depende principalmente do número de Nusselt e da eficiência da mesma. Tais parâmetros são apresentados, em última análise, como funções do número de Reynolds e da geometria do problema. / [en] The present work is concerned with the turbulent heat transfer and pressure drop in smooth and finned annular ducts. Average heat transfer coeeficients have been obtained by means of the heat exchanger theory. In addition, friction factors have also been determined. The experiments were performed by utiling four double-pipe heat exchangers. The average heat transfer coefficients, for air flowing in the annular section, were fertmined by measuring the overall heat transfer coefficients of the heat exchangers. In order to aatain fully developed conditions, the heat exchangers had a starting length of 30 hydrualic diameters. The thermal boundary conditions consisted of uniform temperature on the inner surface, the outer surface being insulate. The heat transfer coefficients and friction factors are presented in dimensinless forms, as functions of the Reynolds number of the fow. The results for smooth and finned annular ducts were compared. The purpose of such comparison was to study the influence of the fins on the pressure drop and heat transfer rate. In the case of the finned annular ducts, it is shown that fin efficiency has some influence on the heat transfer rates. Then a two-dimensional heat transfer analysis was performed in order to obtain the fin efficiency and the annular region efficiency. It is also shown that the overall thermal performance of finned surfaces depends mainly of the Nusselt number and on the region efficiency. These parameters are presented as functiond of the Reynolds number of the flow and the geometry of the problem.

[pt] A pasta de gelo é uma mistura de água e um aditivo, com finas partículas de gelo, apresentando uma alta densidade de energia térmica. O principal motivo de sua utilização deve-se à combinação do aproveitamento do calor latente na mudança de fase com capacidade de ser bombeado. O presente trabalho trata do estudo experimental sobre a transfe rência de calor e queda de pressão, com mudança de fase, utilizando uma mistura de propileno glicol - água com 13,8% de concentração em peso, num trocador de calor de placas com arranjo em U para 16 placas. Realizaram-se testes de troca de calor com escoamento em paralelo e contra-corrente, para duas condições de fração mássica de gelo e números de Reynolds para a pasta de gelo entre 150 e 425, com diferentes condições de carga térmica. Dos testes foram observados aumentos de até 25% no coeficiente global de troca calor, ao se incrementar a vazão e, conseqüentemente, o número de Reynolds da pasta de gelo. Com o aumento da fração de gelo melhora-se a capacidade de resfriamento, diminuindo o número de Nusselt da pasta de gelo. O coeficiente global de troca, porém, começa a diminuir. Na literatura esta relação ainda não está bem definida. Alguns autores relatam ganhos, perdas ou indiferença no coeficiente global. Resultados do coeficiente global e do número de Nusselt, nos modos paralelo e contra-corrente, não apresentaram grande diferença. A capacidade de resfriamento em contra-corrente foi maior, apresentando valores de efetividade cerca 10% acima dos resultados observados no modo paralelo. Os fatores de atrito encontrados variaram entre 0,030 a 0,085, o que concorda com os resultados apresentados por outros pesquisadores. Como era de se esperar, o fator de atrito diminui com o aumento da vazão mássica e de maneira inversa com o aumento da fração de gelo. / [en] Ice slurry is an aqueous solution from which ice crystals are formed. These crystals possess high energy density, in the form of latent heat. Furthermore, the fact of being a slurry makes it an excellent energy carrier, for it can be easily pumped. The present work presents an experimental procedure to assess the heat transfer and the pressure loss, with phase change, using a mixture of propyleneglycol and water, 13.8% weight, in a U-plate heat exchanger with 16 plates. Tests were carried out for both parallel and counter-flow configurations of the heat exchanger, for two different mass fractions of ice and with Reynolds numbers between 150 and 425 for the slurry. Different thermal loads were considered. The experiments showed increases of up to 25% in the overall heat transfer coeficiente when the slurry flow is increased, with consequent increase in the Reynolds number. By increasing the ice fraction the cooling capacity is improved, reducing the Nusselt number. In the literature, this relationship is not clearly defined, as some authors show gains in the heat exchange coefficient, losses, and some others did not observe any influence on this parameter. Regarding the heat Exchange configuration, i.e., parallel or counter-flow, neither the heat exchange coefficient, nor the Nusselt number suffered major influence. The effectiveness is up to 10% higher for the counter-flow configuration in comparison with the parallel configuration. The figures found for the friction coefficient, between 0,030 and 0,085, are in good agreement with the literature. As expected, the friction coefficient decreases when the mass flow is increased, and increases when the ice fraction is increased.