Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T22:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quaresma_JoseMariadoVale_D.pdf: 16020607 bytes, checksum: f6274de052946901fdb777df34aca910 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A imposição de uma ampla gama de condições operacionais em processos de fundição e lingotamento tem como decorrência direta a geração de uma diversidade de estruturas de solidificação. Parâmetros estruturais como tamanho de grão e espaçamento interdendrítico são bastante influenciados pelo comportamento térmico do sistema metal/molde durante a solidificação, impondo, conseqüentemente, uma correlação estreita entre este e a microestrutura resultante. As propriedades mecânicas de uma liga em seu estado bruto de solidificação dependem do arranjo microestrutural que se define no processo de solidificação. Nestas condições, tamanho de grão, espaçamentos interdendríticos, eventuais porosidades, produtos segregados e outras fases, é que irão definir o comportamento mecânico da liga, representado por tensões e/ou deformações. Expressões que correlacionam o comportamento mecânico com parâmetros da microestrutura são muito úteis para se buscar uma forma de planejamento prévio das condições de solidificação, em função de um determinado nível de resistência mecânica que se pretenda alcançar, ou seja, estabelecer um caminho de programação da microestrutura e das propriedades mecânicas. Neste particular, a literatura apresenta relações entre o limite de escoamento do material com o tamanho de grão, como a conhecida equação de Hall-Petch. Este trabalho avança nessa direção na busca de relações entre comportamento mecânico no campo plástico, espaçamentos dendríticos secundários e condições de solidificação. Para a análise de uma importante variável da solidificação em moldes de boa difusividade de calor, qual seja o coeficiente de transferência de calor metal/molde ('H IND. I¿), foram escolhidas como base de estudo ligas do sistemas Sn-Pb com composições Sn- 5% Pb, Sn- 10% Pb; Sn- 20% Pb; Sn- 38,1% Pb (eutética) além do elemento estanho. Essa escolha decorreu da facilidade de manipulação dessas ligas em laboratório e principalmente por possuírem propriedades termofisicas conhecidas. Neste particular foram investigadas as influências das seguintes condições operacionais sobre 'H IND. I¿ : espessura do molde, superaquecimento do metal líquido e magnitude do intervalo de solidificação. O confronto de resultados experimentais relativos à distribuição de temperaturas no metal e no molde durante a solidificação e resultados de simulação com um modelo numérico permitiram a obtenção de expressões, para cada caso, relacionando 'H IND. I¿ em função do tempo. Foi também analisada a transferência de calor da superfície externa do molde para o meio ambiente e desenvolvidas expressões que correlacionam o coeficiente de "transferência de calor molde/ambiente ('H IND. AMB¿), também em função do tempo. Para a correlação de parâmetros de estrutura dendrítica e propriedades mecânicas foram escolhidas as seguintes ligas do sistema AI-Cu: AI- 4,5% Cu; AI- 15% Cu. A mesma análise referente a 'H IND. I¿ e ('H IND. AMB¿ já mencionada foi estendida a essas ligas incluindo a liga de composição eutética (AI- 33% Cu) e o alumínio puro. Apoiados em resultados de ensaios de solidificação padronizados, espaçamento dendrítico secundário (EDS), e apoiados em modelos matemáticos de transferência de calor e de crescimento dendrítico, desenvolveram-se expressões correlacionando o limite de resistência à tração ('delta¿ 'mu¿) e o alongamento específico ('delta¿) como função de variáveis do sistema metal/molde, estabelecendo-se um caminho de programação da estrutura dendrítica e do nível de resistência como função de condições operacionais pré-estabelecidas no processo de solidificação / Abstract: The imposition of a wide range of operational conditions in foudry and static casting generates, as a direct consequence, a diversity of solidification structures. Structural parameters such as grain size and interdendrictic spacings are highly influenced by the thermal behavior of the metal/mold system. during solidification, consequently imposing a close correlation between the described system and the resulting microstructure. The mechanical properties of an alIoy in its crude state of solidification depend on the microstructural arrangement defined in the solidification process. Under the circumstances, the mechanical behavior of the alIoy, represented by stresses and/or strains, wilI be defined by grain size, interdendritic spacings, casual porosities, segregated products and other phases. Expressions correlating the mechanical behavior with microstructural parameters are very useful in order to search for a type of previous planning of the solidification conditions in terms of a determined leveI of mechanical resistance which is intended to be attained, e.g. to settle a way of programming the microstructure and the mechanical properties as well. Particularly, the literature in this field presents relations between the yield strength of the material and the grain size, such as the renowned HalI-Petch's equation. The present work advances in that direction, in search of relations among mechanical behavior in the plastic field, secondary dendritic spacings and solidification conditions. In order to analyze an important variable of solidification in molds with good heat diffusivity, like the metal/mold heat transfer coefficient, alloys of the Sn-Pb system - with compositions Sn- 5%Pb, Sn- 10%Pb, Sn- 20%Pb, Sn- 38,1%Pb (eutectic) - besides the element tin, were chosen. The choice was made because such alloys are easily handled in laboratory and chiefly because their thermophysical properties are well known. Particularly the influences of the following operational conditions on 'H IND. I¿ were investigated: mold thickness, liquid metal superheating and magnitude of the solidification range. Experimental results related to the distribution of temperatures in metal and mold during solidification, as compared with the results of simulation with a numerical model, made it possible to attain of expressions, for each case, by relating hi in terms of time. Heat transfer from the external surface of the mold to the environment was also analyzed; in the same manner, expressions were developed correlating the mold/environment heat transfer coefficient ('H IND. AMB¿) in terms of time as well. To correlate parameters of dendritic structures and mechanical properties, the following alloys of the AI-Cu system were chosen: AI- 4,5%Cu; AI- 15%Cu. The same aforementioned analysis referring to 'H IND. I¿ and hAmbwas extended to those alloys including the one of eutectic composition ( AI- 33%Cu ) and pure aluminum. Based upon results of standardized solidification tests, secondary dendritic spacing ( EDS ) and upon mathematical models of heat transfer and dendritic growth, expressions were developed correlating the ultimate tensile strength ('delta¿ 'mu¿) and specific elongation ('delta¿) as a function of variables of the metallmold system. Thus it was a way towards the programming of the dendritic structure and the leveI of resistance as a function of preestablished operational conditions in the solidification process / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto Gasparetto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola / Made available in DSpace on 2018-07-14T07:08:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pecora_AraiAugustaBernardez_M.pdf: 5569266 bytes, checksum: 7ecaa9d3ab8d72d3ec4262575c35b5d2 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Este trabalho de pesquisa foi desenvolvido tendo como objetivo o estudo experimental do escoamento bifásico gás-solidos em fase diluída, com transferência de calor e massa, no interior de tubos cilíndricos verticais. Nesta pesquisa foi utilizado um secador pneumático construído em aço inoxidável tendo como principais dimensões: 2 metros de comprimento e 3,9 centímetros de diâmetro. As medidas experimentais foram realizadas com o auxílio de uma sonda móvel interna ao secador e com deslocamento axial, o que possibilitava a análise minuciosa das regiões onde o processo sofria alterações mais significativas. O sistema experimental foi ensaiado com escoamentos bifásicos de ar e amido de mandioca sendo obtidos os perfis de pressão estática, temperatura do ar e do amido, umidade do ar e do amido ao longo do tubo do sistema pneumático. Os resultados também possibilitaram a obtenção de correlações para os números de Nusselt e Sherwood em função de Reynolds e Prandtl (Schmidt). O problema também foi abordado através da analise das equações de balanço de massa e energia visando a proposição de modelos para descrever escoamentos muito diluídos e com partículas de granulometri a fina. Durante os experimentos variou-se a vazão e a temperatura do ar e a vazão de amido. Os resultados permitiram a verificação da influência da vazão e temperatura do ar sobre o processo de secagem, bem como a obtenção de um modelo para a queda de pressão no escoamento bifásico. Devido à tendência das partículas de amido úmido formarem grumos, todos os cálculos realizados para os ensaios de secagem estão baseados num diâmetro de grumo situado entre o diâmetro medido na entrada e na saída do secador. / Abstract: This research work concerns the experimental study of a dilute gas solid two-phase flow with heat and mass transfer, in vertical cylindric tubes. A stainless steel drier, 2 meters height and 3.9 centimeters inside diameter, was used. Measurements were performed with a sliding probe running axialy inside the drier, allowing a detailed investigation of the zcnes where the process exhibited the most significant changes. The experimental system was operated with two-phase flows composed by air and cassava starch. Profiles for static pressure, air and starch temperature, air and starch moisture were obtained along the pneumatic system. Results were correlated in terms of Nusselt and Sherwood numbers as functions of Reynolds and Prandtl (Schmidt) numbers. The problem was also worked out on the mass and energy balance equations with the objective of understanding dilute flows with fine particles. Air and starch flow rates and air temperature were varied throughout the experiments. The results were able to demonstrate the influence of air discharge and temperature on drying process and produced a model for the pressure drop in two-phase flows. Due to the tendency of moist starch particles to agglomerate, all the results of drying experiments are based on the arithmetic mean calculated with the entry and outlet diameter of the agglomerate. / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador : Herbert Wirth / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-14T22:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Park_KilJin_M.pdf: 7052468 bytes, checksum: 0613f8e8c11aee2021f7c4553e238a4f (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Carol Hollingworth Collins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T04:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vigna_CamilaRosaMoraes_M.pdf: 3265030 bytes, checksum: cfba60975ab2867d42279c2358e8e067 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Tese (livre-docencia) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Milanez_LuizFernando_LD.pdf: 3692098 bytes, checksum: 15321e09c17e28951e9c93a4b10c6db9 (MD5) Previous issue date: 1985 / Resumo: Todo equipamento eletrônico dissipa uma certa quantidade de energia na forma de calor. A extrema miniaturização dos dispositivos eletrônicos agravou o problema térmico. Em muitos casos os componentes eletrônicos são montados de tal forma que a esteira causada pelas fontes de calor inferior afetam os outros elementos posicionados a jusante. Este problema é tratado neste trabalho. Inicialmente, o problema fundamental de uma fonte térmica linear horizontal sobre uma superfície vertical adiabática e resolvido por similaridade. De acordo com a técnica de ordem de grandeza, são consideradas duas variáveis de similaridade, uma para Pr < 1 e outra para Pr > 1. Os resultados teóricos do perfil de temperatura na camada limite e da distribuição de temperatura na superfície são comparados com resultados experimentais obtidos em água, apresentando boa concordância. Na segunda parte deste trabalho e efetuado um estudo experimental da interação entre dois aquecedores, com um posiciona do na esteira do outro. A velocidade induzida pelo aquecedor inferior tende a aumentar o coeficiente de transferência de calor no aquecedor superior, porém este efeito é, de alguma forma, contrabalançado pelo pré-aquecimento do fluido. Estes fatores, portanto têm efeitos opostos sobre o coeficiente de transferência de calor no aquecedor superior, com o efeito resultante sendo função das taxas de dissipação dc calor e do espaçamento entre os aquecedores. Os aquecedores considerados são de geometrias comumente encontradas cm circuitos eletrônicos, tais como um par de tiras horizontais sobre uma superfície vertical o um par de cilindros de pequeno diâmetro sobre uma superfície vertical, adjacentes à superfície ou afastados de uma distância igual ao diâmetro. As tiras simulam pastilhas enquanto que os cilindros simularam resistores. As experiências foram feitas com água e ar / Abstract: Every electronic equipment dissipates a certain amount of energy as heat. The extreme miniaturization of electronic devices has worsened the thermal problem. In many cases the electronic components are mounted in an array and the wake due to the lower heat sources affects other elements located downstream. This problem is treated in the present work. Initially, the fundamental problem of the horizontal line source on an adiabatic vertical surface is solved by similarity. According to the scale analysis technique, two similarity variables arc considered, one for Pr < 1 and other for Pr > 1. Theoretical results of the boundary layer temperature profile in the fluid and of the surface temperature distribution arc compared to experiments carried out in water; the agreement is very good. In the second part of this work, an experimental study of the interaction of two heaters is performed with one in the wake of the other. Streamwise velocities induced by the lower heater in the fluid tend to enhance the heat transfer coefficient in the upper heater, but this effect is, however, somewhat offset by the preheating of the fluid. These factors therefore have opposite effects or. the upper heater heat transfer coefficient, with the resulting effect being a function of the heat release rates and also the distance between the heaters. The heaters considered were some of the common geometries found in electronic circuitry, like a pair of horizontal wide strips on an adiabatic vertical surface and a pair of small diameter horizontal cylinders on a vertical surface, cither adjacent to the surface or separated by a distance equal to the diameter. The strips simulate chips while the cylinders simulate resistors. Measurements were taken in both air and water / Tese (livre-docencia) - Univer / Livre-Docente em Engenharia Mecanica

Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-15T21:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galvani_Rosemary_M.pdf: 1789858 bytes, checksum: 084178dc1bfbd7baf6ad21f8a6214a0b (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar a transferência de calor entre um leito fluidizado borbulhante em alta temperatura e corpos metálicos de vários tamanhos e formas geométricas, fornecendo parâmetros para a utilização em processos de tratamento térmico...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The main objective of this work was studying the heat transfer coefficient between a high temperature gas-fluidized bubbling bed and metalic bodies of different sizes and shapes, providing parameters for the heat treatment processes ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Leonardo Goldstein Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T23:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_CelinaMariaCunha_M.pdf: 8759130 bytes, checksum: 7933085bf35a7937d20392d5a9a60009 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Neste trabalho é feita uma comparação entre os métodos de KERN, TINKER e BELL para o cálculo termo-hidráulico de trocadores de calor casco e tubo, sem mudança de fase, sendo dada ênfase à discussão sobre a perda de carga e o coeficiente de película para o escoamento do lado do casco. Os dados experimentais aplicados aos cálculos são de 12 trocadores testados e foram obtidos na literatura consultada, citados por BELL e TINKER. Os cálculos da comparação foram realizados em computador e os resultados listados em tabelas. Para facilitar a comparação, as razões entre os valores dos coeficientes de película calculado e experimental e as razões entre as perdas de carga calculada e experimental, foram colocadas na forma de gráficos, em função do número de REYNOLDS para cada método. Os resultados obtidos com os métodos de TINKER e BELL foram comparados com valores provenientes dos testes efetuados pelo Heat Transfer Research, Inc., HTRI uma instituição de pesquisa privada que não detalha seus trabalhos na literatura aberta. Ressalta-se, também, o fato de não se conhecer na literatura aberta nenhuma análise comparativa do método de KERN com outros métodos de cálculo e com valores experimentais. É feita ainda uma proposição de cálculo para o dimensionamento da área de troca de calor para o tipo de trocador acima citado, sendo apresentado um programa de computador, para a realização do cálculo. É analisado um exemplo de aplicação e seus resultados são comentados. O trabalho é apresentado de maneira didática, trazendo as sequências de cálculo da troca de calor e perda de carga pelos métodos de KERN, TINKER e BELL bem como do dimensionamento i da área de troca de calor para trocadores de calor casco e tubo, sem mudança de fase. / Abstract: A comparison of KERN, TINKER and BELL's methods is relative to the thermal-hydraulic calculation of shell and heat exchangers without phase change, emphasis being given to the discussion about the pressure loss and the heat transfer coefficient for the shell side flow. The experimental results used are from 12 tested exchangers and were obtained in the literature; from the work by BELL and TINKER. The calculations were done by computer and the results were listed in tables. In order to facilitate the comparison, the ratio of the calculated and the experimental values of the heat transfer coefficients and of the calculated and experimental values of the pressure losses were ploted in figures, as a function of the REYNOLDS number, for each method. The results obtained with TINKER and BELL's methods were compared with tests done by the Heat Transfer Research, Inc., HTRI, a private research institution that usually doesn't publish results in the open literature. It is worthwhile mentioning that it was not found in the literature a comparison of KERN's method with other design methods or experimental results. It was also prepared a proposition for the design of the heat exchange surface for the kind of exchanger above mentioned. A computer program is presented and one example is analised, the results being commented. This work is purposefully presented in a didatic way, showing all the calculation steps for the heat transfer and pressure 10s5 by KERN, TINKER and BELL's methods, also detailing the design steps for the heat exchange surface area required for shell and tube heat exchangers, without phase change. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Amauri Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T20:08:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_MarcioDantasde_M.pdf: 3351194 bytes, checksum: 30d1fc7eb5664d2cf0c236efe15d0f26 (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: O presente trabalho propõe uma extensão do modelo matemático para análise da solidificação unidirecional de metais recentemente desenvolvido por Garcia e Prates, capacitando-o a levar em conta os efeitos do superaquecimento e tornando-o, consequentemente, mais geral e versátil. Inicialmente é feita uma introdução ao problema da transferência de calor durante a solidificação em sistemas metal/molde na presença de superaquecimento, sendo descritos o método analítico exato de Schwarz e o analítico aproximado de Hrycak, destacados como os mais representativos de suas classes. O método numérico de Dusinberre aplicado à solidificação é descrito em detalhes, sendo, inclusive, desenvolvido um novo algoritmo que permite a sua utilização sem a necessidade de uma' reprogramação cada vez que mudem as condições de contorno do sistema metal/molde. A suposição básica do modelo continua sendo a substituição da resistência térmica da interface metal/molde por espessuras virtuais do metal e do molde. A comprovação experimental é realizada por meio de experiências em um dispositivo que promove a solidificação unidirecional de metais, simulando a solidificação de um elemento de referência em um molde refrigerado à água. Assim, são obtidos dados de cinética e de distribuição de temperaturas na solidificação de Chumbo e de Alumínio, fazendo-se variar o grau de superaquecimento e as condições de contato térmico na interface metal/molde. Resultados experimentais obtidos por outros pesquisadores são também comparados com as previsões teóricas do modelo proposto, para casos de solidificação em moldes do tipo semi-infinito e em moldes refrigerados. Finalmente, para situar o modelo proposto em relação aos modelos ou métodos existentes na literatura, é feito um confronto, através de resultados experimentais, com as previsões fornecidas pelos modelos de Schwarz, Hrycak e o método numérico de Dusinberre / Abstract: This paper proposes an extension of the mathematical model for the unidirectional solidification of metals recently developed by Garcia and Prates, thus capacitating it to analyze cases where the superheat is present, making the model more general and versatile. Initially it is done an introduction to the heat transfer problem during the solidification in the metal/mold systems in the presence of the superheat. Schwarz's analytical exact model and Hrycak's approximate analytical model are briefly aborded. Those are the most representative models of theirs category. Dusinberre's numerical technique, applied to the solidification, is explained in detail and a new computational algorithm, which avoids the reprograming necessity when the boundary conditions change, is presented. The basic assumption of the model is still the substitution of the Newtonian resistance for virtuals layers of the mold and of the solidified metal. An apparatus that promotes the unidirectional solidification of metals, simulating the solidification in water cooled mold, was used during the experimental work. The kinetic soft solidification and the thermal profile were obtained for Lead and Aluminum, varying the superheat and the thermal contact in the metal/mold interface. Experimental results obtained by other researches, for the cases of massive and water cooled molds, are also compared with the theoretic predictions of the proposed model. Finally, in order to situate the proposed model among other existing models, graphics were drawn, comparing their previsions with the experimental results / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Adrian Bejan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-17T20:40:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trevisan_OsvairVidal_D.pdf: 4369077 bytes, checksum: f79049e355dac6ec6de2231614684c22 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Apresenta-se nesta dissertação um conjunto de estudos analíticos e extensa cobertura de simulação numérica sobre a convecção natural em cavidades. A atenção é voltada para a convecção promovida pela combinação dos efeitos de empuxo devidos às variações de temperatura e concentração.O fenômeno é examinado para as configurações verticais: o transporte de calor e massa se dá na direção horizontal, com os gradientes aplicados nas paredes verticais da geometria retangular. Ambas as configurações porosas e não porosas são contempladas. A análise de escala e a linearização de Oseen são as técnicas analíticas utilizadas. O problema é investigado para diferentes condições de contorno e os resultados numéricos se estendem pelos domínios não abrangidos pela parte analítica do estudo. / Abstract: The present dissertation reports a set of analytical studies and extensive coverage by numerical simulation on natural convection ocurring in enclosures. The focus is on convection promoted by the combination of buoyancy effects due to both temperature an concentration variations. The phenomenon is examined the vertical configurations: the heat and mass transfer occur in the horizontal direction while the gradients are applied at end vertical wal1s of a rectangular geometry. Both porous and non-porous configurations are considered. Scale analysis and a Oseen linearized solution are the analytical techniques used. The problem is investigated for different boundary conditions and the numerical experiments are extended to the domains not covered by the analytical branch. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto C. Altemani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-18T03:08:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cruz_GilmarMompeanMunhozda_M.pdf: 1343101 bytes, checksum: 244ad2187694341bb5927b6a5b5468e3 (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: No presente trabalho é resolvido o problema combinado de condução-convecção de um fluído escoando em regime laminar, com os perfis de velocidade e temperatura plenamente desenvolvidos, no interior de um tubo com uma dada espessura de parede. São consideradas as componentes radial e circunferencial de condução de calor na parede do tubo. Na sua superfície externa, considera-se três casos distintos de fluxo de calor axialmente uniforme e circunferencialmente variável. Os resultados são apresentados de forma adimennsional, incluindo as variações cirunferenciais do coeficente de troca convectiva de calor, assim como do fluxo de calor e da temperatura na parede do tubo. Inclui-se também uma comparação destes resultados com a literatura. / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica