Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-12-20Bitstream added on 2014-06-13T20:52:33Z : No. of bitstreams: 1 navas_ra_me_ilha.pdf: 639774 bytes, checksum: 43090434ef8a64a0d4f6594ac0f3cf47 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Nesse trabalho apresenta-se um modelo numérico para a simulação do escoamento transiente de fluidos refrigerantes no interior de trocadores de calor tubo capilar-linha de sucção. Os tubos capilares são largamente usados como dispositivos de expansão em sistemas de refrigeração e condicionamento de ar de pequeno porte. A análise do comportamento dinâmico do escoamento é de fundamental importância, pois os tubos capilares são usados em sistemas de refrigeração, que geralmente são controlados pelo método liga-desliga. O tubo capilar e a linha de sucção são considerados retos, horizontais e com diâmetros constantes e o escoamento é assumido unidimensional. O escoamento ao longo do tubo capilar é dividido em uma região onde o fluido refrigerante encontra-se no estado de líquido sub-resfriado e outra de escoamento bifásico líquido-vapor. O escoamento bifásico é considerado homogêneo e o fenômeno de metaestabilidade é desconsiderado. Uma variação do método de volumes finitos é usada na discretização das equações governantes. A solução do sistema de equações diferenciais é obtida ao longo dos tubos até que a condição de bloqueio seja alcançada, ou até que a pressão de evaporação seja atingida, caso o escoamento não esteja bloqueado. O modelo permite o cálculo, nos regimes permanente e transiente, da vazão em massa de fluido refrigerante ao longo dos tubos, das distribuições locais de pressão e do título ao longo do tubo capilar e de temperatura do refrigerante e temperatura da parede dos tubos capilar e linha de sucção, conhecidas a geometria dos tubos e as demais condições de operação. Os resultados obtidos para a condição de regime permanente são comparados com dados experimentais disponíveis na literatura. Para esses casos, o desvio relativo médio encontrado para as vazões foi... . / This work presents a numerical model to simulate the unsteady refrigerant flow through capillary tube-suction line heat exchangers. Capillary tubes are commonly used as expansion devices in small refrigeration and air conditioning systems. Analysis of the flow dynamic behavior is very important, since the capillary tubes are used in refrigeration systems which generally are controlled by on-off method. Capillary tubes and suction lines are considered straight and horizontal with constant inner diameter, and the flow is assumed one-dimensional. The flow through the capillary tube is divided into a single-phase and a two-phase flow region. The homogeneous model is employed for the two-phase flow region, neglecting metastable flow phenomenon. The system of differential equations is solved using a modified finite volume method. The solution of the resulting system of discretized equations is marching along the tube until either choked flow or the established evaporation pressure is reached first. The model allows predicting, in steady and unsteady states, refrigerant mass flow rates, pressure, quality, refrigerant and wall temperatures distributions along the tubes, as a function of the heat exchanger geometry and operating conditions. Experimental date from the literature for steady flow are compared and discussed with numerical results. The discrepancies between measured and calculated mass flow rate has been found to be about 8,6 %, for concentric heat exchangers, and 5,7 % for lateral heat exchangers. Additionally comparisons between the transient and quasisteady modeling approaches are presented, and the values for the numerically evaluated mass flow rates have differed by about 2 %.

Orientador: André Luiz Seixlack / Banca: Gilmar Guimarães / Banca: João Batista Campos Silva / Resumo: Nesse trabalho apresenta-se um modelo numérico para a simulação do escoamento transiente de fluidos refrigerantes no interior de trocadores de calor tubo capilar-linha de sucção. Os tubos capilares são largamente usados como dispositivos de expansão em sistemas de refrigeração e condicionamento de ar de pequeno porte. A análise do comportamento dinâmico do escoamento é de fundamental importância, pois os tubos capilares são usados em sistemas de refrigeração, que geralmente são controlados pelo método liga-desliga. O tubo capilar e a linha de sucção são considerados retos, horizontais e com diâmetros constantes e o escoamento é assumido unidimensional. O escoamento ao longo do tubo capilar é dividido em uma região onde o fluido refrigerante encontra-se no estado de líquido sub-resfriado e outra de escoamento bifásico líquido-vapor. O escoamento bifásico é considerado homogêneo e o fenômeno de metaestabilidade é desconsiderado. Uma variação do método de volumes finitos é usada na discretização das equações governantes. A solução do sistema de equações diferenciais é obtida ao longo dos tubos até que a condição de bloqueio seja alcançada, ou até que a pressão de evaporação seja atingida, caso o escoamento não esteja bloqueado. O modelo permite o cálculo, nos regimes permanente e transiente, da vazão em massa de fluido refrigerante ao longo dos tubos, das distribuições locais de pressão e do título ao longo do tubo capilar e de temperatura do refrigerante e temperatura da parede dos tubos capilar e linha de sucção, conhecidas a geometria dos tubos e as demais condições de operação. Os resultados obtidos para a condição de regime permanente são comparados com dados experimentais disponíveis na literatura. Para esses casos, o desvio relativo médio encontrado para as vazões foi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This work presents a numerical model to simulate the unsteady refrigerant flow through capillary tube-suction line heat exchangers. Capillary tubes are commonly used as expansion devices in small refrigeration and air conditioning systems. Analysis of the flow dynamic behavior is very important, since the capillary tubes are used in refrigeration systems which generally are controlled by on-off method. Capillary tubes and suction lines are considered straight and horizontal with constant inner diameter, and the flow is assumed one-dimensional. The flow through the capillary tube is divided into a single-phase and a two-phase flow region. The homogeneous model is employed for the two-phase flow region, neglecting metastable flow phenomenon. The system of differential equations is solved using a modified finite volume method. The solution of the resulting system of discretized equations is marching along the tube until either choked flow or the established evaporation pressure is reached first. The model allows predicting, in steady and unsteady states, refrigerant mass flow rates, pressure, quality, refrigerant and wall temperatures distributions along the tubes, as a function of the heat exchanger geometry and operating conditions. Experimental date from the literature for steady flow are compared and discussed with numerical results. The discrepancies between measured and calculated mass flow rate has been found to be about 8,6 %, for concentric heat exchangers, and 5,7 % for lateral heat exchangers. Additionally comparisons between the transient and quasisteady modeling approaches are presented, and the values for the numerically evaluated mass flow rates have differed by about 2 %. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-19Bitstream added on 2014-06-13T20:39:47Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_etf_me_guara.pdf: 940503 bytes, checksum: f4252f0750808c6fc7b5f6a45716b23c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O setor de celulose e papel é intensivo no uso de energia e apresenta uma alta participação no contexto industrial, especialmente baseado em fonte renovável gerada no processo de celulose. Embora a gaseificação de licor preto (BLG) ainda não seja dominada completamente, tem o potencial de se tornar uma alternativa importante para o setor de celulose e de papel: a queima de BLG em turbinas de gás deve garantir eficiências térmicas mais elevadas, um melhor uso dos recursos renováveis disponíveis, assim como permitir a recuperação química de insumos do processo, da mesma maneira que atualmente se faz com geradores de vapor de recuperação química Tomlinson. Neste trabalho será desenvolvida uma análise do setor de celulose e de papel que identifica a energia nele consumida e sua participação ambiental no contexto da matriz nacional. Baseado inicialmente no ciclo de Rankine, assumido como o estado atual de conhecimento dentro do setor, uma análise energética e exergética de um sistema de cogeração baseado em sistema de BLG associado com turbina a gás, gerador de vapor para recuperação de calor e turbina a vapor de contrapressão com extrações foi desenvolvida. O esquema proposto será desenvolvido para produzir energia elétrica/mecânica e dois níveis de vapor de pressão por garantir melhores condições operacionais comparativamente ao sistema tradicional. / The pulp and paper sector is intensive in the use of energy, and presents a high participation in industrial context, specially based in renewable source produced as byproduct in the pulp process. Although the black liquor gasification (BLG) is not a completely dominated technology, it has the potential of becoming an important alternative for the pulp and paper sector, once the burning of BLG in gas turbines should guarantee higher efficiencies, better use of the available renewable resources, also allowing the chemical recovery, just as is done nowadays with Tomlinson chemical recovery steam generations. In this dissertation, an analysis of the pulp and paper sector will be developed identifying its energy and environmental participation in the context of the national matrix. Based on the Rankine cycle, considered as the current state of knowledge, an energetic and exergetic analysis of a cogeneration system based on BLG system associated to gas turbine, heat recovery steam generator and backpressure steam turbine with extractions will be developed. The proposed scheme will be developed to produce electric/mechanical power and two pressure steam for guaranteeing better operational conditions comparatively to the traditional system.

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia semi-analítica com a finalidade de calcular o fluxo de calor não-estacionário em paredes externas multi-compostos de edificações, em uma e duas direções. A motivação que levou ao desenvolvimento deste assunto foi basicamente a necessidade do conhecimento dos fluxos de calor existentes em edificações. Esta aplicação tem grande impor-tância nos cálculos de carga térmica de ambientes com a finalidade de dimensionamento de sis-temas de ar condicionado. Nesta análise aparece como importante o fato de que a envoltória das edificações apresenta um comportamento térmico não-estacionário, principalmente devido às condições externas ja-mais estacionarem como conjunto. Este comportamento reflete-se diretamente no comportamen-to térmico dos ambientes internos da edificação, interferindo em aspectos importantes como con-forto térmico e sistemas de climatização. Procura-se então uma metodologia capaz de realizar de forma semi-analítica o cálculo dos fluxos de calor existentes na envoltória da edificação, dando especial atenção à paredes externas multicompostas. Para tanto, o problema diferencial em uma direção é transformado do domínio tempo para o domínio complexo s pela Transformada de Laplace, a equação resultante é trabalhada para en-contrarem-se as constantes de integração, e o retorno para o domínio tempo é feito pela integral de inversão resolvida por Quadratura Gaussiana. A metodologia de uma direção acima é aplicada em duas direções resolvendo o problema para temperaturas médias, de forma a reduzir o problema 2D para 1D. Nesta transformação, o efeito da segunda dimensão manifesta-se em um termo fonte. Para resolver este termo fonte é proposto o uso de uma equação auxiliar, que tem seus coeficientes encontrados iterativamente para cada ponto de Quadratura. Os dois procedimentos, 1D e 2D mostraram-se satisfatório, sendo que o procedimento 1D com ótima precisão, e o procedimento 2D necessitando, após o conhecimento do caminho mos-trado neste trabalho, uma maior pesquisa na equação ideal ao problema em análise, dependente das condições de contorno. A metodologia analítica procurada apresenta como principal vantagem em relação aos mé-todos numéricos tradicionais o fato de não necessitar incrementos seqüenciais no tempo e/ou es-paço. / In this work, the Laplace transform technique with numerical inversion is used to develop solutions for the problem of one and two-dimensional transient heat conduction in multilayered walls. In this method, the partial derivatives with respect to the time variable are removed from the differential equation by the application of the Laplace transform, the resulting system of ordi-nary differential equations is solved and the transform of the temperature is inverted by numeri-cal method. This method is based on Gaussian Quadrature, a method for the approximation of in-tegrals. To test the method, a comparison was made with the Transfer Function Method, and with the Finite Volumes Method. The two-dimensional problem is solved by reducing it to one-dimensional problem by the use of average temperatures across the x section, and introducing heat sources at the y boundary. The advantage of the Laplace/Gaussian method is that there is no need to step in time or position. The solution for any value of t or x can be found immediately.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2014-11-20T16:42:12Z No. of bitstreams: 1 2014_MilleSilvaPestana.pdf: 3860745 bytes, checksum: a6b87c6d31032e8d1201fce93845ca1d (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-26T11:53:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_MilleSilvaPestana.pdf: 3860745 bytes, checksum: a6b87c6d31032e8d1201fce93845ca1d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T11:53:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_MilleSilvaPestana.pdf: 3860745 bytes, checksum: a6b87c6d31032e8d1201fce93845ca1d (MD5) / O trabalho apresenta um estudo sobre condutividade térmica efetiva de um meio poroso em regime transiente de transferência de calor. A microporosidade do material é representada através da inserção de furos no domínio da geometria. O Método dos Elementos de Contorno (MEC) é empregado para resolver as equações diferenciais que regem os problemas potenciais em regime transiente. A análise foi realizada empregando Elementos de Volumes Representativos (EVR’s), que é um método que aplica a Teoria dos Campos Médios para encontrar as propriedades efetivas (macroscópicas) deste material micro-poroso. Tanto os diâmetros dos furos como também a fração de volume do material são pré-determinados. A condutividade térmica é avaliada localmente pela razão entre a média do fluxo de calor e a média do gradiente de temperatura do domínio. A técnica utilizada para materiais isotrópicos é estendida para o estudo do comportamento da condução de calor em meios anisotrópicos, utilizando o método conhecido como mapeamento de domínio ou transformação linear. São avaliados alguns exemplos numéricos, verificando o comportamento da condutividade térmica efetiva em materiais isotrópicos e anisotrópicos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The presents a study on effective thermal conductivity of porous media in transient heat transfer. The microporosity of the material is represented by the insertion holes in the field of geometry. The Boundary Element Method (BEM) is employed to solve the differential equations governing the potential problems in the transient regime. The analysis was performed using Representative Volume Elements (RVE's), which is a method that applies the theory Midfields to find the effective properties (macroscopic) of this micro-porous material. Both the diameters of the holes as well as the volume fraction of the material are pre-determined. The thermal conductivity is evaluated locally by the ratio between the average volumetric heat flux and volumetric average temperature gradient of the field. The technique used for isotropic materials is extended to the study of the behavior of heat conduction in anisotropic media using the method known as domain mapping or linear transformation. Some numerical examples are evaluated by checking the behavior of the effective thermal conductivity in isotropic and anisotropic materials.

Neste trabalho, são obtidas diversas propriedades (em especial, referentes ao comportamento ao t -+ +00) das soluções u(', t) da equação linear do calor, Ut = div(AV'u), x E JRn, t > O onde A E JRnxné uma matriz constante simétrica e positiva definida, correspondentes a estados iniciais p-somáveis, i.e., u(x, O) = uo(x), Uo E LP(JRn), onde 1 :::;p < 00. Em particular, é examinado o comportamento de Ilu(., t)IILP(lRn) ao t -+ +00, mostrando-se que Ilu(., t)IILl(lRn)-+ Ikn u(x, O)dXI quando p = 1, e Ilu(-' t)IILP(lRn)-+ O quando p > 1. São analisadas, também, as taxas de decaimento e o comportamento assintótico das soluções u(', t) de equações de advecção-difusão da forma Ut + divf(u) = div(A(u)V'u), x E JRn, t > O correspondentes a estados iniciais p-somáveis e limitados, i.e., u(x, O)= uo(x), u(', O) E LP(JRn) n LOO(JRn), onde 1 :::;p :::; 2. Novamente, é examinado o comportamento de Ilu(" t)IILP(lRn)ao t -+ +00, mostrando-se que Ilu(., t)IILl(lRn)-+ Ikn u(x, O)dxl quando p = 1, e Ilu(" t)IILP(lRn)-+ O quando p > 1. Várias outras propriedades importantes são também discutidas, seguindo principalmente [Silva, 2003], [Crandall e Tartar, 1980], [Hagstrom et al., 2003], [Zingano, 1999], [Zingano, 2004a], [Zingano, 2004b].

Esta dissertação de mestrado considera a transferência de calor combinando convecção e radiação térmica no escoamento de gases participantes em dutos de seção circular. Partindo de uma metodologia geral, o trabalho enfoca principalmente os casos típicos de aplicação em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte, em que gases em alta temperatura escoam através de um tubo mantido em temperatura uniforme. O escoamento é turbulento e o perfil de velocidade é plenamente desenvolvido desde a entrada do duto. A temperatura do gás, contudo, é uniforme na entrada, considerando-se a região de desenvolvimento térmico. Duas misturas de gases são tratadas, ambas constituídas por dióxido de carbono, vapor d’água e nitrogênio, correspondendo a produtos típicos da combustão estequiométrica de óleo combustível e metano. As propriedades físicas dos gases são admitidas uniformes em todo o duto e calculadas na temperatura de mistura média, enquanto que as propriedades radiantes são modeladas pela soma-ponderada-de-gases-cinzas. O campo de temperatura do gás é obtido a partir da solução da equação bidimensional da conservação da energia, sendo os termos advectivos discretizados através do método de volumes de controle com a função de interpolação Flux-Spline; as trocas de energia radiantes são avaliadas por meio do método das zonas, onde cada zona de radiação corresponde a um volume de controle. Em um primeiro passo, a metodologia é verificada pela comparação com resultados apresentados na literatura para a transferência de calor envolvendo apenas convecção e combinando convecção com radiação. Em seguida, discutem-se alguns efeitos da inclusão da radiação térmica, por exemplo, no número de Nusselt convectivo e na temperatura de mistura do gás. Finalmente, são propostas correlações para o número de Nusselt total, que leva em conta tanto a radiação quanto a convecção. Essa etapa exige inicialmente uma análise dos grupos adimensionais que governam o processo radiante para redução do número elevado de parâmetros independentes. As correlações, aplicáveis a situações encontradas em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte, são validadas estatisticamente pela comparação com os resultados obtidos pela solução numérica. / This dissertation considers the heat transfer combining convection and thermal radiation in the flow of participating gases inside circular tubes. Starting from a general methodology, the work is focused on typical cases applied to small and medium sized smoketube steam generators, in which gases in high temperature flow through tubes having uniform temperature. The fluid flow is turbulent and fully developed at the duct entrance. The gas temperature, however, is uniform at the entrance, and so the thermal development is considered. Two gaseous mixtures are treated, both ones being composed of carbon dioxide, water vapor and nitrogen, corresponding to typical products of stoichiometric combustion of fuel oil and methane. The thermophysical properties of the gases are assumed to be uniform and evaluated at the gas average bulk temperature, while the radiative properties are computed from the weighted-sum-of-gray-gases model. The gases temperature fields are obtained from the solution of the two-dimensional energy conservation equation, in which the advective terms are computed by the Flux-Spline control volume method, and the radiative exchanges are determined by the zonal method, where each radiative zone corresponds to a control volume. In a first step, the methodology is verified by a comparison of the obtained results with those available in the literature for heat transfer considering only convection and combining convection to radiation. Next, the effects of including thermal radiation, for instance, on the convective Nusselt number and on the gas bulk temperature, are discussed. Finally, correlations are proposed for the total Nusselt number, which takes into account both radiation and convection. This step requires initially a dimensional analysis to reduce the number of independent parameters. The correlations, applied to situations that are found in small and medium sized smoketube steam generators, are validated statistically by the comparison with the results obtained from the numerical solution.

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia semi-analítica com a finalidade de calcular o fluxo de calor não-estacionário em paredes externas multi-compostos de edificações, em uma e duas direções. A motivação que levou ao desenvolvimento deste assunto foi basicamente a necessidade do conhecimento dos fluxos de calor existentes em edificações. Esta aplicação tem grande impor-tância nos cálculos de carga térmica de ambientes com a finalidade de dimensionamento de sis-temas de ar condicionado. Nesta análise aparece como importante o fato de que a envoltória das edificações apresenta um comportamento térmico não-estacionário, principalmente devido às condições externas ja-mais estacionarem como conjunto. Este comportamento reflete-se diretamente no comportamen-to térmico dos ambientes internos da edificação, interferindo em aspectos importantes como con-forto térmico e sistemas de climatização. Procura-se então uma metodologia capaz de realizar de forma semi-analítica o cálculo dos fluxos de calor existentes na envoltória da edificação, dando especial atenção à paredes externas multicompostas. Para tanto, o problema diferencial em uma direção é transformado do domínio tempo para o domínio complexo s pela Transformada de Laplace, a equação resultante é trabalhada para en-contrarem-se as constantes de integração, e o retorno para o domínio tempo é feito pela integral de inversão resolvida por Quadratura Gaussiana. A metodologia de uma direção acima é aplicada em duas direções resolvendo o problema para temperaturas médias, de forma a reduzir o problema 2D para 1D. Nesta transformação, o efeito da segunda dimensão manifesta-se em um termo fonte. Para resolver este termo fonte é proposto o uso de uma equação auxiliar, que tem seus coeficientes encontrados iterativamente para cada ponto de Quadratura. Os dois procedimentos, 1D e 2D mostraram-se satisfatório, sendo que o procedimento 1D com ótima precisão, e o procedimento 2D necessitando, após o conhecimento do caminho mos-trado neste trabalho, uma maior pesquisa na equação ideal ao problema em análise, dependente das condições de contorno. A metodologia analítica procurada apresenta como principal vantagem em relação aos mé-todos numéricos tradicionais o fato de não necessitar incrementos seqüenciais no tempo e/ou es-paço. / In this work, the Laplace transform technique with numerical inversion is used to develop solutions for the problem of one and two-dimensional transient heat conduction in multilayered walls. In this method, the partial derivatives with respect to the time variable are removed from the differential equation by the application of the Laplace transform, the resulting system of ordi-nary differential equations is solved and the transform of the temperature is inverted by numeri-cal method. This method is based on Gaussian Quadrature, a method for the approximation of in-tegrals. To test the method, a comparison was made with the Transfer Function Method, and with the Finite Volumes Method. The two-dimensional problem is solved by reducing it to one-dimensional problem by the use of average temperatures across the x section, and introducing heat sources at the y boundary. The advantage of the Laplace/Gaussian method is that there is no need to step in time or position. The solution for any value of t or x can be found immediately.

Os permutadores de calor são equipamentos projetados para realizar a transferência de energia térmica entre dois fluidos, utilizando-se, geralmente, materiais metálicos como meio condutor e água de resfriamento para absorver calor desses equipamentos em processos industriais. Esta água quando não devidamente tratada, apresenta uma série de inconvenientes como depósito em tubulações e tubos, ocasionando perda de carga, e corrosão com conseqüentes perfurações nos tubos. Este trabalho visa avaliar a utilização de ligas de cobre-zinco (latão) em tubos de permutadores de calor que trabalham com água de resfriamento na UN-RECAP. Foram levantadas curvas de polarização das ligas de tubos latão C44300, C44500 e C68700 utilizadas nos permutadores de calor da Unidade, utilizando-se como eletrólito a água de resfriamento de uma torre de resfriamento da Unidade, com preparação de superfície das amostras com e sem passivação prévia em solução do inibidor de corrosão. Os ensaios foram realizados à temperatura ambiente e à temperatura crítica dos permutadores de 60ºC. Para avaliação dos mecanismos de falhas dos permutadores de calor mais críticos da Unidade, foram utilizados: o histórico das análises físico-químicas da água de resfriamento, os resultados dos ensaios de IRIS, as curvas de polarização e o histórico de inspeção dos equipamentos. Os resultados das curvas de polarização das ligas de latão apresentaram dissolução ativa sem passivação para todas as ligas na temperatura ambiente e na temperatura crítica, com indicativo de passivação para a amostra C44300 com passivação prévia ensaiada a temperatura ambiente. O processo de dezincificação foi identificado nos processos de falha dos permutadores de calor em operação. / Heat exchangers are equipment designed to accomplish the heat transfer between two fluids, using metallic materials as conductive middle and a cooling water to absorb heat in those equipments. This water, when not properly treated, presents a series of inconveniences as deposits on pipes, load loss and corrosion with consequent holes in the tubes. This study aims to evaluate the use of copper-zinc alloys (brasses) in tubes of heat exchangers that work with cooling water system of the UN-RECAP/PETROBRAS. There were lifted up polarization curves of brasses alloys tubes C44300, C44500 and C68700 used in heat exchangers being used cooling water as electrolyte, with samples surface preparation with and without prior passivation solution of a corrosion inhibitor. Tests were performed at room temperature and to the critical temperature at 60ºC (the critical temperature). In order to evaluate the failure mechanisms of the most critical heat exchangers, physical and chemical analysis, historical of cooling water, IRIS test results, polarization curves and inspection data reports were used. The results of polarization curves of brasses alloys showed active dissolution without passivation for all alloys at room temperature and critical temperature, with an indication of passivation of the sample with prior passivation tested at room temperature. The process of dealloying was identified in the process failures of heat exchangers in operation.

A pasteurização é um processo térmico de tratamento de alimentos, sendo amplamente difundido na indústria de bebidas. É ela que provê ao produto sua durabilidade dentro dos padrões adequados ao consumo humano. Suas ações também têm impacto direto nas propriedades organolépticas e estabilidade química do produto. Os produtos geralmente são pasteurizados em equipamentos de grandes dimensões, chamados de túneis pasteurizadores. Nestes equipamentos, os alimentos são pasteurizados no sistema in-package, ou seja, já envasados, de forma a eliminar os microorganismos presentes também no vasilhame. Este trabalho tem por objetivo a investigação dos fenômenos de transferência de calor que ocorrem na pasteurização de cerveja engarrafada bem como a elaboração de um modelo analítico visando permitir um controle do processo térmico. Para a obtenção dos valores dos coeficientes de troca térmica global foi projetada e construída uma bancada de testes que permite recriar as mesmas condições existentes nas máquinas reais. Com esta bancada são obtidos resultados que permitem analisar os coeficientes globais de transferência de calor e estudadas suas relações com a massa e geometria do vasilhame em estudo. Estes coeficientes alimentam um modelo analítico proposto que possa ser facilmente implementado de forma a consolidar o sistema de controle do processo de pasteurização. Os coeficientes obtidos atingem uma boa confiabilidade do modelo para este caso em estudo além de permitir um conhecimento mais profundo sobre o processo térmico e seu comportamento fluidodinâmico. De forma a consolidar o pressente trabalho, simulações numéricas são realizadas para permitir a uma visualização mais clara das características de processo através os campos de temperatura e velocidade, para comprovação das observações efetuadas nos estudos experimentais. O modelo proposto de transferência de calor para o controle do processo, com seus coeficientes, juntamente com o equacionamento da intensidade de pasteurização, permitiram a construção de uma máquina onde os resultados deste estudo são utilizados, atingindo uma eficiência de processo da ordem de 95%, suficiente para a consolidação da solução junto ao mercado. / Pasteurization is one of the most important processes applied in drinking industry. It is the process that provides the product the needed durability in order to ensure a secure consumption for human beings. The effects of pasteurization also affect the organoleptic properties of the products and its chemical stability. The products are pasteurized in large equipments called tunnel pasteurizers, and the process is also called in-package pasteurization. That means that the product is processed already bottled, in order to eliminate the microorganisms that may be present in the bottle. This work has the purpose to investigate the physical phenomena’s that occurs during beer pasteurization, and to elaborate an analytical model that describes the thermal problem. In order to acquire the global heat transfer coefficients, as the analysis of the thermal resistances involved, it is designed and constructed an analysis machine that creates all the conditions that can be found in real machines. With this analysis machine, it is obtained the results of the global heat transfer coefficients, and it relations with the mass and the geometry aspect ratio of the bottle. The coefficients will be implemented in the model proposed in order to allow the creation of a pasteurization control system that can be programmed for a real machine, today not featured in the machines offered in the Brazilian market The obtained coefficients ensures a good reliability of the model for this special purpose as also allows a depth knowledge of the thermal and fluid-dynamic process, for future studies that can be developed in the area. For the consolidation of the proposed model, investigations are performed using numerical methods for a complete observation of the most important features that has influence in the process. This work enabled the construction of a real machine with pasteurization process control, using the model together with the obtained heat transfer coefficients. Some results of measures made at this machine are presented, showing that it can ensure a efficiency of 95%. This result turns to be good enough in order to approve the machine for operations in the domestic market.