Este trabalho teve como objetivo avaliar e analisar comparativamente, a partir do ensaio de resistência ao calor, a performance das formas construtivas de 1 camada e 3 camadas dos defletores de calor, bem como o desempenho dos diferentes materiais utilizados em sua produção. Neste estudo foram utilizados três diferentes materiais metálicos e dois distintos isolantes térmicos. Os materiais metálicos avaliados nas camadas externas dos sistemas ensaiados foram: i) aço revestido com Al-Si, comercialmente chamado de aço aluminizado; ii) aço revestido com Zn-55Al, comercialmente chamado de Galvalume®; e iii) alumínio liso, chamado comercialmente de alumínio puro. Os isolantes térmicos cerâmicos avaliados na camada intermediária da configuração de 3 camadas foram: o isolante térmico Protec® e o papel Fiberfrax® 970A. Com o ensaio de resistência ao calor avaliou-se a condutividade térmica das diferentes formas construtivas de defletores de calor, considerando-se o modo de condução, o qual é o principal modo de transmissão de calor atuante nos defletores. O fenômeno de convecção não foi considerado. Foi proposto um fator de eficiência que se mostrou um parâmetro eficaz de correlação entre as temperaturas interna e externa desenvolvidas no ensaio de resistência ao calor, permitindo a análise comparativa entre as formas construtivas e os materiais testados. Os resultados obtidos mostraram um desempenho superior da forma construtiva de 3 camadas quando comparada com a forma construtiva de 1 camada, para todos os materiais testados. O revestimento de Al-Si e o a superfície do alumínio não apresentaram alterações morfológicas superficiais após o ensaio de resistência ao calor, não ocorrendo um comprometimento das suas propriedades nas temperaturas estudadas. O revestimento de Zn- 55Al apresentou alteração morfológica superficial após o ensaio de resistência ao calor, indicando um comprometimento das suas propriedades nas temperaturas estudadas. Ambos os isolantes térmicos estudados, Protec® e Fiberfrax®, apresentaram um desempenho térmico similar, sem diferenças significativas em suas performances. / The aim of this study was to analyze and evaluate comparatively, with the heat resistance test, the performance of 1 layer and 3 layers of constructive systems of thermal acoustic protective shields, as well as the performance of different materials applied in their production. In this study both three different metallic materials and two different insulators were used. The metallic materials evaluated in the outer layers of the tested systems were the following: i) steel coated with Al-Si, commercially called aluminized steel ii) steel coated with Zn-55Al, commercially known as Galvalume®, and iii) smooth aluminum, commercially called pure aluminum. The ceramic insulators evaluated in the intermediate layer of 3 layer constructive system were the insulator Protec® and paper insulator Fiberfrax® 970 A. The thermal conductivity of different constructive systems of heat shields was evaluated with the heat resistance test, considering the conduction mode, which is the main mode of heat transfer active in the shields. The phenomenon of convection was not considered in this study. In this work it was proposed an efficiency factor that proved to be an effective correlation parameter between the internal and external temperatures developed in the heat resistance test, allowing a comparative analysis among constructive systems and the tested materials. The results showed a superior performance of the 3 layer constructive system for all tested materials when compared with the 1 layer constructive system. The coating of Al-Si and the aluminum surface didn’t show superficial morphological changes after the heat resistance test, without damaging at evaluated temperatures. The coating of Zn-55Al showed superficial morphological changes after the heat resistance test, showing a modification in their properties at evaluated temperatures. Both insulators studied, Protec® and Fiberfrax®, showed a similar thermal results, without significant differences in their performances.

A síntese de redes de trocadores de calor foi muito bem estudada pela comunidade científica nos últimos trinta anos, porém, o desenvolvimento de métodos e a melhoria dos já existentes sempre foram o foco principal da grande maioria dos autores. São poucos os trabalhos que aplicam qualquer uma das metodologias a situações reais e discorrem sobre as dificuldades encontradas - provavelmente porque as empresas não têm interesse em tornar público os resultados obtidos. Este trabalho aplica a metodologia do ponto de estrangulamento na nova fábrica de farelo branco do Parque Industrial de Esteio e, portanto, pode servir como um guia prático aos profissionais que desejem fazer o mesmo em outras plantas industriais. Esta dissertação sintetiza duas redes de trocadores de calor para a fábrica de farelo branco de Esteio, levando em consideração as condições econômicas e os custos de equipamento e de montagem no Brasil. A primeira rede estabelecida é baseada em aproveitamentos térmicos utilizados pelos fabricantes e pelas empresas que dominam a tecnologia de extração de óleos vegetais, já a segunda rede sintetizada utiliza a metodologia do ponto de estrangulamento. Os dois resultados obtidos são bastante viáveis economicamente, sendo que a rede sintetizada pelo ponto de estrangulamento é mais econômica. O Valor Presente Líquido é utilizado como critério de cálculo de viabilidade das duas redes. Foi demonstrado que para a realidade brasileira este critério é mais adequado que o Custo Total Anualizado. A flexibilidade da rede produzida pelo método do ponto de estrangulamento foi avaliada de maneira preliminar por simulação e tabelas de sensibilidade. O resultado obtido é robusto na posta em marcha e quando a planta é submetida a variações no extrator - situações que produzem distúrbios importantes e freqüentes. A aplicação da metodologia do ponto de estrangulamento na integração energética da fábrica de farelo branco confirmou a simplicidade do método e a sua forte interação com o engenheiro de processos. O Rio Grande do Sul tem muito a ganhar se esta metodologia for disseminada nas universidades e nas empresas que compõe o parque industrial do estado.

Orientador: Alberto Luiz de Andrade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T14:43:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stragevitch_AndreaSeleneEmbirassuXavier_D.pdf: 6888881 bytes, checksum: ebe72e49c23b48d9aa3e9815a9e45580 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Um modelo matemático é apresentado para predizer a velocidade de transferência de massa de um componente num processo de absorção, através de borbulhamento. O problema da absorção gasosa, acompanhada por uma reação instantânea e reversível, foi estudado para as condições isotérmicas e não-isotérmicas. A análise realizada proporcionou a determinação dos coeficientes de transferência de massa e de calor, externo e interno à bolha, a qual se encontra em movimento ascendente. Neste caso, o presente trabalho considerou o gás no interior da bolha como sendo estagnado, ou seja, o mecanismo interno é difusivo. A descrição do coeficiente de transferência de massa da fase líquida foi baseada em termos do modelo de filme. Um processo não-isotérmico foi estudado para se obter a influência dos efeitos térmicos sobre a taxa de transferência de massa. O aumento da temperatura na interface gás-líquido e o fator de aumento para uma taxa de absorção gasosa não-isotérmica, foram analisados. O efeito da volatilidade do reagente líquido sobre a taxa de absorção foi considerado. Os resultados teóricos, provenientes de um processo em condições isotérmicas, foram comparados com um processo não-isotérmico. Uma montagem experimental foi desenvolvida para estudar a transferência de massa e de calor do 'SO IND. 2¿ de uma mistura gasosa para uma fase contínua, constituída de água pura. Os resultados obtidos a partir da modelagem matemática utilizada, apresentaram uma concordância satisfatória quando comparados aos resultados experimentais / Abstract: Not informed. / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T03:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AquinoFilho_RobertoCabralde_M.pdf: 2293680 bytes, checksum: 046e46c9d7ea908e05dd52e578fa6823 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O leito de jorro bidimensional surgiu na tentativa de resolver-se o problema de "scale-up" do leito de jorro convencional e mostrou-se adequado no que diz respeito à circulação de sólidos, o que levou os pesquisadores a aprofundarem-se no seu estudo. Entretanto - assim como no leito convencional - quando o assunto era a transferência de calor gás-partícula, muitas dúvidas surgiam no que diz respeito à área de troca térmica e ao papel da região anular. Na tentativa de mostrar a diferença entre a transferência de calor na região anular e de jorro, este trabalho procurou estudar as duas regiões separadamente calculando coeficientes de transferência de calor gás-partícula distintos para as duas regiões, cujos valores evidenciaram estas diferenças. Além do cálculo dos coeficientes, foi feito um estudo da influência da altura do leito estático, diâmetro das partículas, temperatura de entrada do gás e ângulo da base inclinada no valor do coeficiente, através de um planejamento fatorial de experimentos.Esse estudo também foi feito separadamente para as regiões de jorro e anular, que apresentaram comportamento diferente ajudando ainda mais a mostrar as diferenças entre as duas regiões. Por fim foram propostas duas correlações que permitem o cálculo do número de Nusselt em função das variáveis estudadas, uma para a região anular e outra para a região de jorro. As duas correlações apresentaram um desvio satisfatório em relação aos dados experimentais, validando sua utilização dentro das faixas especificadas / Abstract: The two-dimensional spouted bed was proposed to minimize the scale-up problems of the conventional spouted bed. It is very easy to construct and allows adequate solids circulation when provided with a slanted base. 80 a lot of work was done concerning the two-dimensional spouted bed. While progress has been made in the understanding of spouted beds dynamics, gaps still exists in the area of heat transfer. These include information about the heat transfer area and role of the annulus. In this work, experiments were performed in a two dimensional spouted bed to evaluate the gas-to-particle heat transfer coefficient in the spout and annular regions.The results obtained showed very different values for the two distinct regions. A factorial design at two levels was performed to investigate the influences of particle diameter, bed height, gas inlet temperature and angle of conical base in the heat transfer coefficient. The influences of these variables were verified separately in the spout and annulus and showed different results. The experimental data were correlated in the form of two dimensionless equations for annular and spout Nusselt Number in terms of the variables studied. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Vivaldo Silveira Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-01T00:47:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gratao_AnaCarolinaAmaral_M.pdf: 37222328 bytes, checksum: 9e616b01b5789dbb3cb443c56eec1b91 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Os trocadores de calor de tubo duplo são utilizados nas indústrias de alimentos nos processos de tratamento térmico. Um efetivo controle de temperatura destes sistemas complexos é fundamental à qualidade final dos produtos alimentícios, que normalmente apresentam características distintas quanto ao escoamento e à transferência de calor. O presente trabalho consiste na avaliação experimental do comportamento dinâmico da temperatura de saída de fluidos alimentícios newtonianos, com características reológicas e térmicas distintas, durante o processo de resfriamento em um trocador de calor de tubo duplo. Água, soluções de sacarose a 8 e 18% e açúcar líquido invertido a 75% foram utilizados como fluidos de teste. Os experimentos visaram a caracterização do comportamento transiente através das curvas de resposta da temperatura de saída dos produtos, obtidas sob perturbações das condições de operação da entrada do trocador. As variáveis de entrada, vazão mássica e temperatura dos produtos e vazão volumétrica do fluido térmico, foram perturbadas a partir das condições iniciais do processo, individual e simultaneamente, positiva e negativamente e em diferentes intensidades. Constatou-se as não linearidades das curvas de resposta entre as diferentes perturbações impostas ao processo. As múltiplas perturbações das variáveis de entrada, conduzidas de acordo com a metodologia do planejamento experimental, permitiram a análise dos efeitos individuais e de interações sobre a temperatura de saída dos produtos, "B", e sobre os parâmetros, "td" e "z", fornecendo assim, informações fundamentais para implementação de sintonia de controladores convencionais e não convencionais. / Abstract: Double pipe heat exchangers are used in food industries for thermal treatment processes, such as pasteurization of juices and fruit pulps. An effective control of temperature of these processes is extremely important for the :finalquality of the food products, which usually present different characteristics of flow and heat transfer. The present work consists in evaluating the dynamic behavior of the :final temperature of newtonians fluids, with different values of rheological and thermal properties, during cooling process in a double pipe heat exchanger. Water, sucrose solutions at 8 and 18% and inverted liquid sugar at 75% were used as test fluids. The experiments considered the transient behavior under disturbances of the operation conditions in the heat exchanger entrance, through the response curves, represented by the :finaltemperature of the products with time. The entrance variables, mass flow rates of the products, temperature of the products and volumetric flow rates of the thermal fluid were disturbed from the initial conditions, individual and simultaneously, positive and negatively, with different intensities. The response curves showed the non-linearity among the different disturbances imposed to the process. The multiple disturbances in the entrance variables, driven according to the methodology of the experimental design, allowed the analysis of the effects of each disturbance, as well as the effects of the interactions among them on the :final temperature of the products, "B", and on the parameters, "td" and "z", providing fundamental subsidies for conventional and non-conventional controllers' implementation. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orietador: Silva Azucena Nebra / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:33:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SanchezPrieto_MarioGabriel_D.pdf: 1264566 bytes, checksum: e44b651f990803277979f195ab4ba727 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Satoshi Tobinaga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VelezPasos_CarlosAntonio_D.pdf: 7043556 bytes, checksum: 9250347e6f132fe6c176e90cab623835 (MD5) Previous issue date: 1999 / Abstract: The aim in this work was to study the heat transfer occurring when a porous food particle is heating by hot water flowing through a pipe and in an agitated water bath. For that, temperature changes at the center of cylinders and cubes of potato and carrot were registered for different temperatures, flow rates and arrangements. Timetemperature curves were constructed in function of gathered data, slope and intercept calculated from linear section of the curve which were used to find the liquid to particle heat transfer coefficient utilizing analytical equations. Adimentional correlations among Nusselt, Reynolds and Prandtl numbers such as Nu = 2 + a Re 0,8 Prl/3 were obtained with correlation coefficients R greater 0,92. / Abstract: The aim in this work was to study the heat transfer occurring when a porous food particle is heating by hot water flowing through a pipe and in an agitated water bath. For that, temperature changes at the center of cylinders and cubes of potato and carrot were registered for different temperatures, flow rates and arrangements. Timetemperature curves were constructed in function of gathered data, slope and intercept calculated from linear section of the curve which were used to find the liquid to particle heat transfer coefficient utilizing analytical equations. Adimentional correlations among Nusselt, Reynolds and Prandtl numbers such as Nu = 2 + a Re 0,8 Prl/3 were obtained with correlation coefficients R greater 0,92. / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador : Kamal Abdel Radi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T17:43:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MagalhaesFilho_Paulo_D.pdf: 2359313 bytes, checksum: b0acebdb687b5e422c437cad3494076c (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Este trabalho apresenta em sua introdução, uma orientação sobre o problema de armazenamento de calor sensível, onde se destaca o caso onde o fluído escoa no interior de um cilindro oco, tendo a superfície externa isolada termicamente. A modelagem matemática e a solução numérica são feitas para que se tenha a previsão do comportamento da resposta transiente do calor sensível armazenado em sólidos de formato cilíndrico. A equação que descreve a distribuição de temperatura no sólido e a Equação de FOURIER e o método numérico utilizado e o método das Diferenças Finitas. Os materiais armazenadores e os fluidos utilizados são os pares aço-óleo térmico e concreto-ar, para os quais foram montados bancos de ensaios, distintos, com recursos que possibilitam a variação da temperatura e da vazão do fluído. Os resultados dos testes de carregamento e descarregamento são apresentados na forma de gráficos e tabelas. Comparando os resultados encontrados, através dos dados levantados experimentalmente e da previsão feita através da solução numérica-computacional, uma discussão é apresentada e utilizada para as conclusões e sugestões de aplicação dos resultados deste trabalho. Como aplicação, tem-se o projeto analítico e a verificação experimental de uma unidade armazenadora, fazendo também uma discussão dos resultados comparativos encontrados / Abstract: This work presents the results of a numerical model for a sensible heat storage system composed of hollow tubes and also the experimental analysis carried out to establish the validity of the model and the performance of the storage system under varying operational conditions. The analytical model developed is solved numerically using an interative finite difference method and the obtained results of temperature distribution in the solid and fluid as well as the heat stored are presented in a non dimensiona1 form. Experimentals are performed on a specially designed loop rig to test storage tanks. The rig enables using oil and air, control of temperature and flow rate. A very large number of thermocouples was distributed along and across the model as well as at the entry and exit sections of the working fluid in order to enable mapping of the temperature profiles. Two different model materials were used in this study: the first was ma de of steel for high temperature applications while the other was ma de of concrete. This work also presents a theoretical and experimental model to describle the transient behaviour of a sensible heat storage unit formed by arrays of thick steel tubes in the form of heat exchanger. In the proposed arrangement the hot and cold fluids can f10w in opposite and parallel directions to enable verifications of the theoretical results. Curves and tab1es of comparison between numerical results and the experiments are presented and discussions / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Cesar Costa Pinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T00:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_DanielTostes_M.pdf: 2502827 bytes, checksum: b8a8f01418f074ecbc51bbfd1455e2d2 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Neste trabalho foi analisada a influência da concentração, natureza e tamanho das particulas na determinação coeficiente de calor convectivo entre misturas gás-sólido do eparedes aquecidas em leitos fluidizados com altas velocidades do ar e recirculação das particulas sólidas. O conjunto dos resultados experimentais conduziu a uma correlação adimensional para previsão do número de Nusselt em função da concentração volumétrica de sólidos, número de Reynolds das partículas e de propriedades físicas e de transporte dos sólidos e do ar. Em virtude da faixa de concentração de sólidos estudada se situar entre as regiões do leito fluidizado comum e do transporte pneumático, e para efeito do âmbito de validade da correlação desenvolvida, seu desempenho foi comparado com outras de ampla aceitação da literatura, válidos para o leito fluidizado borbulhante e para o transporte pneumático em fase diluída. Paralelamente, foram encontrados outros parâmetros , para a correlação do coeficiente de transferência de calor, a partir de diferentes métodos numéricos como os de Regressão Não Linear, visando criar alternativas para a análise dos coeficientes obtidos. / Abstract: This work involved the analysis of the influence of volumetric concentration, nature and size of solid particles on determining the convective heat transfer coeficient between solid-gas: mixtures and heated walls influidized beds with high air velocities and solids recirculation. The experimental results led to a correlation for predicting Nusselt Number as a function of solids volumetric concentration, Reynolds Number based on the particle and physical and transport properties of solids and air. Since the range of solids concentration studied was between the flutdized bed and pneumatic conveying regions and o for the scope of valtdity of the correlation developed here, other published correlations for bubbling fluidized bed and pneumattc conveying in diluted phase were used and allowed the verification of the correlation of this work. Parallel to these studies other parameters were encounteres to correlate the heat transfer coefictent using numerical methods, like the non Linear Regression, in order to create alternative ways of analysing the coeficients obtained. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

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