Orientador: Carlos Alberto C. Altemani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T21:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bazani_MarcioAntonio_D.pdf: 8200093 bytes, checksum: 0eca0ed6afa5487d222dd86214f3f802 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho considerou o resfriamento convectivo de placas planas localizadas na superfície de incidência de um jato confinado de ar. Inicialmente o problema foi simulado numericamente, considerando a superfície de incidência do jato aquecida e isotérmica, utilizando dois modelos de turbulência de alto Reynolds distintos: k-e RNG (grupos de renormalização). As simulações foram efetuadas para um escoamento bidimensional incompressível de ar. O método dos volumes de controle foi usado para resolver iterativamente as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia, bem como as equações de energia cinética turbulenta e taxa de dissipação de energia cinética turbulenta. Os resultados obtidos da simulação de escoamento e da transferência de calor foram comparados com resultados numéricos e experimentais obtidos na literatura numa faixa do número de Reynolds na seção de entrada (8000 < Rej < 20000) e da razão de aspecto (1,0 < H/w < 8,0) do jato. Em seguida, uma montagem experimental foi construída, com três placas planas aquecidas montadas na superfície do jato. Os resultados de testes experimentais de laboratório foram comparados com resultados correspondentes de simulação numérica. Sob condições distintas de aquecimento das três placas, o coeficiente adiabático de transferência de calor, descrito por Moffat (1998), foi utilizado e comparado com resultados do coeficiente convectivo baseado na temperatura de entrada do jato. Nos testes experimentais, o número de Reynolds do jato variou na faixa (9000 < Re < 16000) e a razão de aspecto foi mantida fixa (H/w = 6,0). Foi verificado, pelos resultados experimentais e de simulação, que o coeficiente adiabático (had) depende apenas das condições do escoamento, enquanto que o coeficiente baseado na temperatura de entrada do ar (hin) depende tanto do escoamento quanto da potência dissipada nas placas a montante. Os resultados deste estudo tem aplicações no resfriamento de componentes eletrônicos / Abstract: The convective cooling of discrete heated plates flush mounted on the incidence surface of a confined slot jet was investigated in this Thesis. Initially numerical simulations were performed considering a heated isothermal impingement plate, using two high-Reynolds turbulence models: k-e and RNG (Groups of Renormalization). A control volumes method was used to solve a two-dimensional incompressible airflow. The conservation equations (mass, momentum and energy), and those associated to the turbulence mo del (the turbulent kinetic energy equation and that of its dissipation rate) were solved iteratively by the contral volumes method. The numerical simulation results for the flow and heat transfer were compared with numerical and experimental data obtained from the literature to explore the effects of the jet Reynods number (8000 < Re < 20000), and the aspect ratio (1 < H/w < 8). An experimental apparatus was built, with three heated plates flush mounted on the impingement plate. The obtained experimental results were compared with corresponding numerical simulations. Under distinct heating conditions of the three plates, the adiabatic heat transfer coefficient, described by Moffat (1998), was compared with the convective coefficient based on the inlet air temperature. The experimental tests were performed for a range of 9000 < Rej < 16000 and for a single aspect ratio, Hlw = 6. It was verified, by the experimental results and the numerical simulations, that the adiabatic heat transfer coefficient (had) depends on the flow conditions, while that based on the inlet air temperature (hin) depends both on the flow conditions and power dissipated in the upstream plates. The results of this investigation are relevant to applications in electronics cooling / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Luis Fernando Milanez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T02:14:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RicardoAlanVerdu_D.pdf: 6488012 bytes, checksum: 2195914079e57fb6a495e598502ce937 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho é estudado numericamente o efeito da convecção natural sobre o escoamento e a transferência de calor em superficies adiabáticas (placa, canal e cavidade) com fontes de calor protuberantes. O escoamento é considerado em regime pennanente, laminar e bidimensional. As propriedades fisicas são consideradas constantes e é feita a aproximação de Boussinesq. É utilizado o método de volumes de controle [mitos para discretização das equações e a solução numérica é obtida pelo algoritmo SIMPLE. Para estas configurações, são obtidos os campos de velocidade e de temperatura, o número de Nusselt médio nas faces das fontes e a distribuição da temperatura ao longo da superficie onde estão montadas as fontes, em função da potência dissipada, da distribuição de potência nas fontes, do espaçamento entre elas e da razão de aspecto do domínio. Para a verificação do código numérico desenvolvido, o mesmo é testado na solução de um problema clássico para o qual existe solução padrão. Por outro lado, são feitas medidas de temperatura na superficie e no campo de escoamento de ar em uma cavidade horizontal com fontes de calor na base e superficies laterais resfriadas, bem como na superficie de uma cavidade hidrodinâmica onde estão montadas fontes de calor numa das superficies verticais, sendo a outra resfriada; neste caso é feita também a visualização do campo do escoamento usando a técnica de traçadores sólidos. Os resultados numéricos e experimentais são comparados, mostrando uma boa concordância / Abstract: In this work a numerical study of natural convection in fluid flow and heat transfer on an adiabatic surface (like plate, channel and cavity) with protruding heat sources is carried out. The flow is considered steady, laminar and two-dimensional. The physical properties are considered constant and the Boussinesq approximation is used. The finite control volume method is used to discretize the equations and the numerical solution is obtained by the SIMPLE algorithm. In these configurations, the velocity and temperature fields, the average Nusselt number on the heaters surfaces and the temperature distribution on the surface where the heat sources are mounted, are obtained as a function of the power dissipated, heater power distribution, heater spacing and aspect ratio. The validation of the numerical program was checked by solving a well known classical problem for which a benchmark solution is available. Experimental temperature measurements are also made in a horizontal cavity with heaters on the base and laterally cooled, as well as in the surface of a hydrodynamic cavity where heaters are mounted in one vertical wall, being the other wall, cooled by constant temperature; a visualization of the flow field is also perfonned in this case, using the solid tracers technique. The numerical and experimental results are compared, showing a good agreement / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Alberto Luiz de Andrade, João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luporini_Samuel_D.pdf: 7504331 bytes, checksum: 6498701ffdd6484da7bd8558125f44e1 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O presente trabalho desenvolve uma modelagem matemática para regeneradores de calor de leito fixo, considerado o efeito da condução intrapartícula, o equilíbrio cíclico e os escoamentos unidirecional e contracorrente. As equações referentes ao modelo foram resolvidas numericamente, utilizando o método da diferença central juntamente com o método de Crank-Nicholson. Também foi obtida uma solução analítica, na qual determina-se o perfil radial da partícula um função da temperatura da superfície sendo esta calculada utilizando-se diretamente a temperatura do gás medida experimentalmente. Através destas soluções foi possível determinar o coeficiente de transferência de calor convectivo, no equilíbrio cíclico, através de dois métodos distintos, proporcionando a obtenção de correlações, as quais foram comparadas com outras existentes na literatura. Um equipamento experimental foi construído de maneira a proporcionar a obtenção de dados, sendo a aquisição efetuada via micromcomputador e também manualmente. Os programas de computador para o monitoramento e aquisição de dados de temperatura foram desenvolvidos na linguagem C. Foi utilizado um microcomputador PC-XT, uma placa de aquisição de dados analógica-digital-analógica, a qual permite a entrada de dados de temperaturas e sinais de saída digital para acionamentos de termopares e relé, um medidor de temperaturas ligado as termopares ao longo do regenerador, e circuitos eletrônicos de amplificação e acionamento ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Not informed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Química

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Ingeniero Civil / Cuerpos de agua natural someros se pueden encontrar en la zona del Altiplano de la Cordillera de los Andes en Sudamérica. En estos sistemas, la variación intradiaria y estacional de la temperatura del agua es una de las principales variables que condicionan tanto el ciclo hidrológico (tasas de evaporación) como la dinámica del ecosistema (fotosíntesis, respiración, etc). Para abordar el problema del cálculo de la temperatura del agua en sistemas someros, se adopta un modelo conceptual que resuelve la ecuación de conservación de calor en un medio acuoso, sin considerar el transporte horizontal de calor y considerando una temperatura homogénea en el mismo. De esta forma, los cambios temporales de temperatura del agua se deben al intercambio periódico de calor entre la columna de agua y la atmósfera, y entre el agua y los sedimentos. Este marco conceptual lleva a plantear la existencia de 2 números adimensionales que describen el problema, los que, si bien han sido validados en terreno, no han sido sujeto de estudio detallado en condiciones controladas de laboratorio. El objetivo de este trabajo es estudiar de manera experimental la variación periódica de la temperatura del agua de un cuerpo de agua somero, y en particular cómo es el flujo de calor intercambiado entre el agua y los sedimentos. Para lo anterior, se realizaron 12 experimentos en una caja de acrílico llenada con sedimentos y distintas alturas de agua, sometidos a una forzante de radiación de onda corta periódica a través de un set de focos led que periódicamente son encendidos y apagados. Los periodos utilizados son de 1, 2, 4 y 6 hrs, mientras que las alturas de agua están en el rango 2.5-10 cm. El sistema de medición utilizado corresponde a uno DTS, obteniendo de manera continua una serie de perfiles verticales de temperatura en los sedimentos, el agua y parte del aire. Los resultados experimentales permitieron validar de manera satisfactoria el modelo conceptual propuesto. De igual forma, se pudo medir una serie de parámetros requeridos para el cálculo de la temperatura del agua y sedimentos (coeficientes de extinción de luz, albedo, retención de calor en superficie del agua, etc). Finalmente, se realizó un estudio detallado del flujo de calor convectivo que se desarrolla en la interfaz agua-sedimentos, lo que permitió proponer una relación empírica entre números de Nusselt y de Rayleigh, para el cálculo de la velocidad de transferencia.

Teniendo en cuenta el rápido aumento de la población y el crecimiento en el consumo de energía como consecuencia de grandes progresos en transporte y tecnología, el desarrollo sostenible es de especial relevancia pues sugiere la búsqueda de formas de mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero, incluyendo la captura y almacenamiento de carbono (o utilización), la eficiencia energética, fuentes alternativas de energía y ahorro de energía, como ya se ha sugerido por el protocolo de Kioto y los informes del IPCC. De ahí que en los últimos años se haya dedicado un esfuerzo considerable a desarrollar tecnologías para la captura y almacenamiento de CO2 a partir de fuentes concentradas de emisión. Además de establecer nuevas tecnologías, durante las últimas décadas la ciencia de materiales sólidos porosos se ha convertido en una de las áreas más intensas de investigación y desarrollo para químicos, físicos y científicos de materiales. De hecho, se ha avanzado considerablemente en el desarrollo de nuevos adsorbentes para diversos procesos de separación. Por ejemplo, las estructuras órgano-metálicas (MOFs) han ido ganando considerable atención como materiales prometedores para aplicaciones de almacenamiento y separación de gases, debido a sus propiedades excepcionales. Sin embargo, es necesaria una comprensión a nivel molecular de la adsorción de gases para acelerar el diseño y desarrollo de aplicaciones a la carta. También es fundamental conocer el comportamiento bajo condiciones de humedad e impurezas, como se tiene normalmente en aplicaciones industriales específicas. El trabajo desarrollado en esta Tesis Doctoral destaca el uso de técnicas de simulación molecular para la optimización de procesos relacionados con el medio ambiente. El objetivo general se centra en avanzar en el campo de materiales para la captura y separación de dióxido de carbono a condiciones de proceso. Se considera de manera explícita la influencia del vapor de agua e impurezas, tanto a la luz de los fundamentos de la adsorción como en la aplicación para la captura de CO2 por post-combustión mediante ciclos de adsorción por oscilación. Partiendo de una breve descripción de los fundamentos de la adsorción y de las simulaciones moleculares, se presenta una revisión exhaustiva de estudios recientes de materiales para captura y separación de CO2, proporcionando así información valiosa para su aplicación industrial. Basados en esta revisión, se han estudiado en detalle algunos de los materiales más prometedores para un proceso de adsorción por cambio de temperatura (TSA) basado en simulaciones moleculares, proponiéndose un nuevo procedimiento para la evaluación y optimización de los sistemas de captura en condiciones reales. Dada la gran influencia de trazas de agua en la separación, se investiga también el CuBTC (uno de los MOF más estudiados y estables en agua) en comparación con la zeolita de referencia 13X. Se examina en detalle el efecto de las especies coexistentes, así como la influencia del agua y SO2 en los gases de combustión, con el fin de llegar a una mejor comprensión de la capacidad de adsorción, la selectividad, la localización de las moléculas en el material, las distribuciones de calor isostérico y su relación con el proceso. Asimismo, se han llevado a cabo estudios paramétricos detallados para una investigación comparativa de la separación de mezclas multi-componentes de gases de combustión mediante el uso de otras zeolitas como caolinita y chabacita. Y finalmente, se presenta un trabajo adicional relacionado con otro problema medioambiental: la separación de un contaminante (ibuprofeno) en agua, mediante el uso de carbones activados, usando las mismas técnicas computacionales, demostrando así la versatilidad de las herramientas empleadas para este tipo de sistemas. / Given the rapid increase in population and the growth in energy consumption as a consequence of major developments in transportation and technology, sustainable development is of special relevance, suggesting ways to mitigate greenhouse gases emissions, including carbon capture and storage (or utilization, CCSU), energy efficiency, alternative energy sources and energy savings, as already suggested by the Kyoto’s Protocol and the IPCC reports. Hence, much effort has been devoted in recent years to develop technologies for capture and storage of CO2 from concentrated sources of emission. Apart from establishing new technologies, over the last decades the science of porous solid materials has become one of the most intense areas of research and development for chemists, physicists, and materials scientists. In fact, considerable progress has been made in recent years on the development of novel adsorbents. For instance, Metal Organic Frameworks (MOFs) have been gaining considerable attention as promising nanoporous materials for gas storage and gas separation applications due to their exceptional physical and chemical properties, and have already been demonstrated to be promising materials in the separation of different gases, however, a molecular level understanding of gas adsorption in the pores is crucial to accelerate the design and development of these and other applications. It is also fundamental to know their behavior under moisture conditions and impurities content, as normally found at specific industrial applications. The work developed in this Thesis highlights the use of molecular simulation techniques for optimizing environmental related processes, providing new procedures to assess the use of these materials from their fundamental knowledge until their applications at industrial conditions. The overall objective is to advance in the field of materials for CO2 capture and separation at process conditions. The influence of water vapor and impurities is explicitly considered, both, in the light of the fundamentals of adsorption and in the application for post-combustion carbon dioxide capture by swing adsorption cycles. Starting from a brief description of the fundamentals of adsorption and molecular simulations, a novel throughout review on recent studies of materials for CO2 capture and separation is presented, thus providing valuable information to assess their industrial application. Based on this review, some of the most promising materials for CO2 separation in a Temperature Swing Adsorption (TSA) process have been studied in detail by using molecular simulations (compared to experimental data when available), proposing a new process for the evaluation and optimization capture systems under real conditions. In addition, given the great influence of water as a trace compound on the separation, CuBTC (one of the most studied MOFs, stable in water and with potential for industrial application) has been investigated in comparison to the benchmark zeolite 13X. The effect of the coexisting species as well as the influence of water and SO2 in flue gas is examined in detail in order to reach a better understanding of the adsorption capacity, selectivity, adsorption density location and isosteric heat distributions. And finally, detailed parametric studies have been carried out for a comparative computational investigation for separating of multi-component mixtures of flue gas by using other representative zeolites such as kaolinite and chabazite. Additional work, related to another environmental problem: the separation of a pollutant (ibuprofen) in water, by using activated carbons, is also presented here, demonstrating the versatility of the tools used for these types of systems.

The present and the future expectation in parallel computing pose a new generational change in simulation and computing. Modern High Performance Computing (HPC) facilities have high computational power in terms of operations per second -today peta-FLOPS (10e15 FLOPS) and growing toward the exascale (10e18 FLOPS) which is expected in few years-. This opens the way for using simulation tools in a wide range of new engineering and scientific applications. For example, CFD&HT codes will be effectively used in the design phase of industrial devices, obtaining valuable information with reasonable time expenses. However, the use of the emerging computer architectures is subjected to enhancements and innovation in software design patterns. So far, powerful codes for individually studying heat and mass transfer phenomena at multiple levels of modeling are available. However, there is no way to combine them for resolving complex coupled problems. In the current context, this PhD thesis presents the development of parallel methodologies, and its implementation as an object-oriented software platform, for the simulation of multiphysics systems. By means of this new software platform, called NEST, the distinct codes can now be integrated into single simulation tools for specific applications of social and industrial interest. This is done in an intuitive and simple way so that the researchers do not have to bother either on the coexistence of several codes at the same time neither on how they interact to each other. The coupling of the involved components is controlled from a low level code layer, which is transparent to the users. This contributes with appealing benefits on software projects management first and on the flexibility and features of the simulations, later. In sum, the presented approaches pose a new paradigm in the production of physics simulation programs. Although the thesis pursues general purpose applications, special emphasis is placed on the simulation of thermal systems, in particular on buildings energy assessment and on hermetic reciprocating compressors. / Las expectativas puestas en el uso de la computación en paralelo plantean un cambio generacional en simulación y computación. Las más modernas instalaciones computacionales de alto nivel -High Performance Computing (HPC)- alcanzan ya la capacidad de realizar gran cantidad de operaciones por segundo -hoy del orden de peta-FLOPS (1e15 FLOPS) y dirigiéndose hacia exaFlops (1e18 FLOPS)-. Esto abre la posibilidad de usar la simulación por ordenador en un amplio espectro de nuevas aplicaciones en ciencia e ingeniería. Por ejemplo, los códigos de CFD&HT van a poder usarse de una forma más efectiva en la fase de diseño de dispositivos industriales ya que se obtendrán resultados muy valiosos en tiempos de ejecución razonables. Por el momento, hay muchos códigos disponibles para el estudio individual de fenómenos de transferencia de calor i de masa con distintos niveles de modelización. Sin embargo, estos códigos no se pueden combinar entre sí para abordar problemas más complejos, en los cuales varios fenómenos físicos interactúan simultáneamente. Bajo este contexto, en esta tesis doctoral se presenta el desarrollo de una metodología de estrategia paralela, y su implementación en una plataforma informática, para la simulación de sistemas multi-físicos. De éste modo, ahora los distintos códigos pueden ser integrados para la creación de nuevas herramientas de simulación destinadas a aplicaciones específicas de interés tanto social como industrial. Esto se hace de una manera intuitiva y simple de manera que los investigadores no tienen que preocuparse ni por la coexistencia de varios códigos simultáneamente ni en cómo hacer que interactúen entre ellos. El acoplamiento entre los diferentes componentes involucrados en una simulación se realiza mediante un código más básico con el cual el usuario solamente interacciona a través de una interfase. Esto aporta interesantes beneficios tanto en la gestión de los proyectos de programario como en la flexibilidad y las características de las simulaciones. En resumen, la estrategia que se propone plantea un nuevo paradigma en la producción de programas de simulación de fenómenos físicos. Aunque la tesis persigue aplicaciones de propósito general se ha puesto especial atención en la simulación de sistemas térmicos, en particular en la evaluación energética de edificios y en compresores herméticos alternativos.

Orientador: Flávio César Guimarães Gandra / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T17:37:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LuzeliMoreirada_M.pdf: 1086329 bytes, checksum: 6439925f1fd8a5690a769b89f40fa133 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho apresentamos os resultados das medidas de magnetização, calor específico e resistividade elétrica nas séries de compostos U(Ga,M)2 onde M=Cu, Ni, Al, Ge, Ag e Au, com concentrações variando entre 0 £ x £ 0,5 e (U,La)Ga2 com concentrações de La variando entre 0 £ x £ 1. Na série U(Ga,M)2 observamos uma redução na temperatura de ordenamento magnético (Tc) com o aumento da concentração do substituinte. O valor de Tc varia com o elemento M. O momento efetivo diminui, possivelmente devido a uma maior hibridização 5f-s, d decorrente da substituição do Ga por outro material. Para M=Cu com x=0,25 há evidências da formação do estado Vidro de Spin (VS) e para x ³ 0,35 observa-se comportamento típico de ordenamento antiferromagnético. O comportamento VS ocorre possivelmente devido a frustração introduzida no sistema resultante de uma competição entre ordenamento ferromagnético-antiferromagnético. Com as medidas de calor específico observamos um aumento no coeficiente eletrônico (g). De ~8mJ/molK2 para x=0, até ~124mJ/molK 2 em x=0,4. Quanto ao sistema com substituição de U por La, obtivemos um aumento linear no volume da célula unitária. A temperatura de ordenamento magnético é reduzida com o aumento da concentração x o ordenamento desaparece em aproximadamente 90% de La. A redução no momento efetivo indica uma delocalização dos momentos magnéticos. Com as medidas de calor específico observamos uma grande variação de g o que mostra um aumento na densidade de estados com a substituição química / Abstract: In this work we present the results for magnetization, specific heat and electric resistivity measurements in the U(Ga,M)2 series where M=Cu, Ni, Al, Ge, Ag and Au, with 0 £ x £ 0,5 and (U,La)Ga2 for La concentration between 0 £ x £ 1. The U(Ga,M)2 series shows a decrease in the magnetic ordering temperature(Tc) with the increase of the substituent and Tcchanges with the M element. The effective moment decreases, possibly due to a stronger hybridization 5f-s,d resulting from the substitution of Ga for other material. The M=Cu with x=0,25 sample shows characteristics of a Spin Glass(SG) state and for x ³ 0,35 it behaves as an antiferromagnet. The SG behavior probably occurs because of the frustration introduced in the system as a result of the competition between FM-AF interactions. With the specific heat measurements it was observed an increase of the electronic coefficient (g). For UG a2 g~8,3mJ/molK2 while in U(Ga0,75Cu0,25)2 we obtained g~79mJ/molK 2 and it still remains in a higher level for x ³ 0.35(g~124.46 in x=0.4). Concerning the system with La substitutes for U, we found the unit cell volume to linearly increase. The temperature of the magnetic ordering is reduced when x increased and the ordering disappears at approximately 90% of La. The reduction of the effective moment indicates a delocalization of the U magnetic moments. With the specific heat measurements it was observed a significant increase of g which reflect an increase on the density of states / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Helion Vargas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-26T13:51:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mansanares_AntonioManoel_D.pdf: 3348093 bytes, checksum: 75d3ad92006c3b201e9088ebfbe85df0 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: No presente trabalho a técnica fotoacústica é aplicada numa variedade de situações experimentais para diversos materiais. A técnica dos dois feixes, para a medida da difusividade térmica, é aplicada ao caso de amostras anisotrópicas, usando-se monocristais de quartzo e ametista. A influência da dopagem com íons dos metais de transição nas propriedades ópticas e térmicas de vidros soda-lime-silica é investigada usando-se a espectroscopia fotoacústica e medidas de difusividade térmica. A diferença na fase do sinal fotoacústico dos diferentes constituintes de amostras binárias (Fe-Co, Fe-Mn) é usada para separar os espectros individuais dos íons Fe3+, Co2+ e Mn3+. A difusividade térmica de vidros dopados com ferro foi determinada pela técnica fotoacústica, e a interpretação do comportamento da difusividade térmica em função da concentração de ferro foi feita com base em dados obtidos pela ressonância paramagnética eletrônica. Usando-se duas técnicas fotoacústicas diferentes no estudo de um sistema de duas camadas de espessuras variáveis, mostramos que a difusividade térmica e a condutividade térmica podem ser completamente determinadas, com base no modelo de amostra efetiva, largamente utilizado em problemas de transferência de calor. Um procedimento para estabelecer um método fotoacústico padrão para a determinação simultânea da difusividade e condutividade térmica é também discutido. A transformação amorfo-cristalino que ocorre durante o processo de formação da magnetita a partir do Hidróxido Acetato de Ferro III é investigada usando a técnica fotoacústica para observar a ressonância ferri- e paramagnética. Finalmente, o perfil de profundidade de amostras ferromagnéticas em duas camadas é analisado usando-se dois métodos fotoacústicos, ou seja, o método de variação da freqüência de modulação e o método de separação dos espectros na fase / Abstract: The photoacoustic technique is applied in a variety of experimental arrangements, for different materials. The extension of the photoacoustic phase lag method for measuring the thermal diffusivity to the case of anisotropic samples is tested using single crystals of quartz and amethyst. The doping influence of transition metallic ions on optical and thermal properties of soda-Iime-silica glasses is investigated using both photoacoustic spectroscopy and thermal diffusivity measurements. The photoacoustic signal phase shifts of different constituents of binary samples (Fe-Co, Fe-Mn) is used for resolving the individual spectra of Fe3+, Co2+ e Mn3+. The thermal diffusivity of iron doped glasses was determined using the photoacoustic technique, and to explain the thermal diffusivity behavior as a function of the iron content in the samples, electron-spin-resonance data were used. Using two different photoacoustic techniques for a two-layer system of variable thickness, we show that the thermal diffusivity and thermal conductivity are completely determined, based upon the effective sample model, widely used in heat transfer problems. A procedure to establish a standard photothermal technique for determining both the thermal diffusivity and the thermal conductivity is also discussed. The amorphous-crystalline solid transformation occurring in the magnetite formation from Iron (III) Hydroxide Acetate is investigated using the photoacoustic technique to observe the ferri- and paramagnetic resonance. Finally, the depth-profile of ferromagnetic two-Iayer samples is analyzed using two photoacoustic methods, namely, the modulation frequency method and the phase shift method / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7645_1.pdf: 1328945 bytes, checksum: b66839f268c558be5f406fef0cdc82c3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / No presente trabalho foi desenvolvido um modelo teórico-experimental para determinação do desempenho de um recuperador do calor sensível contido no gás de combustão originado de uma microturbina. A parte experimental foi realizada na planta COGENCASA da UFPE, onde uma microturbina, fabricação CAPSTONE, de 30 kW de potência de pico, consome gás natural e fornece energia elétrica. Os gases de combustão, após saírem da turbina, passam por um recuperador de calor, onde parte do calor sensível é transferido para a água no recuperador de calor. O recuperador de calor é um trocador de calor compacto. Através de medidores de temperatura (termopares) e medidores de vazão foi possível a obtenção do desempenho do recuperador de calor. A parte teórica foi desenvolvida através do balanço de massa e energia no trocador de calor tendo sido elaborado um programa em MATLAB, que determinou o valor da energia térmica cedida pelos gases de combustão e o valor da energia térmica recebida pela água. Realizou-se, então, uma comparação entre os valores encontrados na parte experimental e os valores indicados em catálogos de um recuperador de calor, similar ao que é objeto do estudo. Concluiu-se, por fim, que os valores obtidos através do programa desenvolvido estavam similares aos valores indicados pelo fabricante do trocador

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2015.