Orientador: Mauricio Araujo Zanardi / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Banca: José Rui Camargo / Resumo: O presente trabalho estuda o comportamento de cavidades fechadas e abertas com convecção natural laminar e convecção forçada em regime laminar e turbulento, respectivamente, em regime permanente, para cavidades com razão de aspecto igual a 0,25 (relação entre largura e altura). O modelo simula um sistema térmico composto por um processador e um dissipador de calor aletado limitados por uma cavidade. Para a determinação das distribuições de velocidades e temperaturas são utilizadas as equações da conservação da massa, quantidade de movimento e de energia com a aproximação de Boussinesq. O aplicativo Ansys CFX versão 12 Educacional foi usado para a modelagem e a solução dos problemas, sendo utilizado o modelo de turbulência k-. Foram feitas diversas simulações variandose as condições de contorno, dentro de limites normalmente encontrados em situações reais. Os resultados são apresentados de forma gráfica e dimensional, relacionando temperatura e potência dissipada e temperatura e número Rayleigh. São apresentadas as comparações entre os desempenhos dos dissipadores quanto à posição da cavidade na vertical e horizontal sendo ainda analisada a influência do número de aletas. Para as cavidades abertas com ventilação forçada com fluxo frontal aspirando e soprando, foram simuladas e comparadas duas condições de velocidade do ar para fluxos laminar-turbulento e turbulento / Abstract: The objective of this work is to study the natural convection coupled with forced convection inside an enclosure in both laminar and turbulent flow regimes. It was considered an enclosure with aspect ration of 0,25 (relation between height and width) in which a processor and its finned heat sink is assembled. In order to calculate the velocity temperature and pressure, the mass, energy and momentum conservation equations are solved with the Boussinesq approximation. The turbulent flows are treated using a k- model and the ANSYS-CFX Educational version 12.0 was used to do the calculations. Some situations were simulated with the proper choice of the boundary conditions taking into account the limits found in real applications. The results are presented in a dimensional form even though the Rayleigh number for each situation is evaluated to permit comparisons with results found in the literature. The performance in terms of heat transferred is compared for vertical and horizontal orientation, for heat sinks with different numbers of fins and forced flow in different directions. For the open enclosures with forced flow, the flow direction and the flow regimes were varied / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-20Bitstream added on 2014-06-13T18:59:51Z : No. of bitstreams: 1 silva_fv_me_guara.pdf: 1042318 bytes, checksum: dc2b3d6ae6f7fba03b073f95c1eab596 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho estuda o comportamento de cavidades fechadas e abertas com convecção natural laminar e convecção forçada em regime laminar e turbulento, respectivamente, em regime permanente, para cavidades com razão de aspecto igual a 0,25 (relação entre largura e altura). O modelo simula um sistema térmico composto por um processador e um dissipador de calor aletado limitados por uma cavidade. Para a determinação das distribuições de velocidades e temperaturas são utilizadas as equações da conservação da massa, quantidade de movimento e de energia com a aproximação de Boussinesq. O aplicativo Ansys CFX versão 12 Educacional foi usado para a modelagem e a solução dos problemas, sendo utilizado o modelo de turbulência k-. Foram feitas diversas simulações variandose as condições de contorno, dentro de limites normalmente encontrados em situações reais. Os resultados são apresentados de forma gráfica e dimensional, relacionando temperatura e potência dissipada e temperatura e número Rayleigh. São apresentadas as comparações entre os desempenhos dos dissipadores quanto à posição da cavidade na vertical e horizontal sendo ainda analisada a influência do número de aletas. Para as cavidades abertas com ventilação forçada com fluxo frontal aspirando e soprando, foram simuladas e comparadas duas condições de velocidade do ar para fluxos laminar-turbulento e turbulento / The objective of this work is to study the natural convection coupled with forced convection inside an enclosure in both laminar and turbulent flow regimes. It was considered an enclosure with aspect ration of 0,25 (relation between height and width) in which a processor and its finned heat sink is assembled. In order to calculate the velocity temperature and pressure, the mass, energy and momentum conservation equations are solved with the Boussinesq approximation. The turbulent flows are treated using a k- model and the ANSYS-CFX Educational version 12.0 was used to do the calculations. Some situations were simulated with the proper choice of the boundary conditions taking into account the limits found in real applications. The results are presented in a dimensional form even though the Rayleigh number for each situation is evaluated to permit comparisons with results found in the literature. The performance in terms of heat transferred is compared for vertical and horizontal orientation, for heat sinks with different numbers of fins and forced flow in different directions. For the open enclosures with forced flow, the flow direction and the flow regimes were varied

Orientador: Luiz Fernando Milanez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T01:34:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ganzarolli_MarceloMoreira_D.pdf: 4309682 bytes, checksum: 8954c1bb8f513601e582f8bb26bec390 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Neste trabalho é estudado o fenômeno de convecção natural em uma cavidade retangular aquecida pela base e simetricamente resfriada pelos lados. O problema é resolvido numericamente através da formulação de função corrente-vorticidade, sendo adotada a discretização devida à Allen...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Natural convection is studied in a rectangular cavity heated from below and cooled symmetrically from the sides. The problem is solved nummerically using a stream function-vorticity formulation. The convective terms of the equations are treated by means of the Allen discretization scheme...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Ricardo Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecãnica / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre_MarcioElieldeOliveira_M.pdf: 26032193 bytes, checksum: 8f2f8139c3901c9e5ebb50bc4041b2f5 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento dos fluidos água e ar com escoamento laminar e regime permanente em convecção natural em contato com uma placa plana vertical, considerando os casos de placa com temperatura constante e fluxo de calor constante com propriedades variáveis. O Método de Diferenças Finitas com variáveis primitivas é aplicado, usando uma abordagem de falso-transiente na equação da energia e da quantidade de movimento. O algoritmo foi testado para os seguintes casos com soluções de similaridade: placa isotérmica e placa com fluxo de calor constante para fluido com propriedades constantes e placa isotérmica para fluido com propriedades variáveis. Os erros obtidos foram da ordem de 2% ou menos em todo o domínio de cálculo, exceto no início da placa. O algoritmo foi usado no caso de placa com fluxo de calor constante e fluido com propriedades variáveis onde não há solução de similaridade / Abstract: The aim of the work is to analyse the behavior of the fluids water and air in laminar steady-state which natural convection flow around a vertical flat plate, considering both the uniform temperature and uniform heat flux cases and the variation of the properties with the temperature. The Finite Difference Method with the primitives variables is applied using a false transient approach in he energy and momentum equations. The algorithm was tested for following cases with similarity solutions: constant fluid properties with both isotherm and constant heat flux plate and variable properties with isotherm plate. The errors obtained were about of 2% ar less, in whole domain, except at the begining of the plate. The algorithm was used in the case of variable properties with uniform heat flux plate, which does not similarity solutions / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Kil Jin Park / Dissertação (mestrado) - Univerdade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:13:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Laurindo_JoaoBorges_M.pdf: 3606895 bytes, checksum: 22f0a098609ca1384a3486ffd90c7007 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: A transferência de umidade em meios porosos granulares foi estudada, utilizando-se colunas de uma mistura de areia e caulim, submetidas a condições de secagem. Foram desenvolvidos dois métodos para a preparação das colunas, partindo-se da amostra seca e da amostra úmida, onde se procurou obter colunas homogêneas quanto às distribuições de densidade e umidade. A medição da densidade e umidade foram realizadas através do uso das técnicas da Transmissão Direta de Raios Gama e da Tomografia Computadorizada. As colunas de areia e caulim foram submetidas à secagem sob condições constantes, determinando-se perfis transientes de umidade. 0 conhecimento dos perfis proporcionou a determinação do comportamento do coeficiente de difusão de umidade no meio poroso, com a umidade e com a temperatura. O Coeficiente de Difusão Efetivo (D) variou em aproximadamente 100 vezes para conteúdos de umidade entre 0,3 e 8,0%. Entretanto, entre estes limites, várias regiões com comportamento diferenciado foram encontradas. Numa primeira região, com conteúdos de umidade entre 0,3 a 3,9%, D variou exponencialmente. Para conteúdos de umidade variando de 3,9 a 5,0%, o coeficiente foi pouco sensível às variações do conteúdo de umidade, embora um máximo tenha sido observado entre 4,2 e 4,6%. Para umidades acima de 5,0%, foi encontrada um brusca redução no valor de D, atingindo um mínimo em 5,8%, A partir desse ponto o coeficiente volta a apresentar crescimento exponencial. A variação do Coeficiente de Difusão com a temperatura foi analisada pelo conceito de energia de ativação para difusão. Encontrou-se um valor de 0,65 Kcal/Mol para temperaturas variando de 30 a 50°C a um conteúdo de umidade de 2,0% / Abstract: The moisture transfer in granulated porous media was studied using sand and caulim mixture, under constant drying conditions. Two methods for making the sand and caul in columns were developed. One was based on using dry material for filling-up the columns and the other on using wet material. The aim was to obtain homogeneous columns in relation to density and moisture distribution. Techniques as direct gama rays transmittion and computerized tomography were used to test homogeneity. The sand and caulin columns were dryed under constant conditions. Transient humidity profiles were determined and used to study the Difusion Coefficient behaviour with moisture and temperature. The effective Difusion Coefficient (D) has varied about 100 times for a moisture content ranging from 0.3 to 8%. Nevertheless, between these limits, several regions with different behaviour were found. On the first region, moisture content between 0.3 to 3-9%, D were exponentialy. For moisture contents varying from 3.9 to 5.0%, the coefficient was little sensitive to moisture content variations, although a maximum was found between 4.2 and 4.6%. From 5.0% upwards a sudden reduction on D was found, reaching a minimus for a moisture content of 5.8%. For moisture contents above 5.6% an exponential growth of the coefficient was detected. The variation of the Difusion Coeficient with temperature was analysed by the activation energy concept for diffusion. A value of 0.85 Kcal/Mol was found a temperature ranging from 30 to 50°C and a moisture content of 2% / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Osvair Vidal Travisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_CarlosAlberto_D.pdf: 3966907 bytes, checksum: 863e39f0f796366a910359e066e2ef3c (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Neste trabalho são apresentadas soluções numéricas para a convecção natural por difusão dupla em torno de um cilindro aquecido enterrado em um meio poroso saturado, sujeito a condições de temperatura e concentração constantes no cilindro e na superfície do solo. As equações governantes são expressas nas coordenadas bipolares segundo a formulação de função de corrente e resolvidas numericamente pelo método do volume de controle. As características de transferência de calor e massa são estudadas em função do número de Rayleigh, do número de Lewis e da razão de empuxo. Soluções analíticas do tipo perturbativo são apresentadas para o mesmo problema tomando por base a perturbação de Rayleigh Ra e da razão de empuxo N. Os resultados analíticos são comparados com os obtidos numericamente. A solução válida nas proximidades/do estado estagnante nos permitiu obter resultados em termos dos números de Nusselt e Sherwood para as condições Ra<2 e -4<N<3 nas situações em que Le é de ordem 0(1). Um estudo similar foi realizado para o caso de fluxo de calor e massa constantes no cilindro e temperatura e concentração constantes na superfície do solo. Também para esta configuração, a solução foi obtida tomando por base a perturbação do númerQ de Rayleigh Ra e da razão de empuxo N e os resultados são comparados com os obtidos numericamente / Abstract: In this work numerical solutions are Presented for the natural convection heat transfer by double diffusion from a heated cylinder buried in asaturated porous medium where both the cylinder and the medium surfaces are maintened at constant uniform temperature and concentration. The governing equations are Expressed in bicylindrical coordinates in the stream function formulation and handle. numerically by a control-volume method. Heat and Mass Transfer Are studied as afunction of Rayleigh number, Lewis number and the buoyancy ratio number. Perturbative type solutions for the problem are presented considering a perturbation in Rayleigh number and the bqoyancy ratio number. The Numerical results obtained are compared I with analytical results. The solution, valid in the vicinity o'f the stagnant condition, allowed us to get results in terms of Nusselt and Sherwood numbers in the range Ra<2, -4<N<3 in conditions that Le is of 0(1) . A similar study was carried for the case where a Uniform nheat and mass flux cylinder and constant uniform temperature and concentration in the medium surface is considered. For this configuration, the solution Was also obtained taking a perturbation in Rayleigh and buoyancy ratio numbers. The results are compared with numerical ones / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:13:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_CarlosAlbertode_D.pdf: 1633411 bytes, checksum: 7e0729f3ebd7178297aedc0af6290593 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: A entalpia adimensional média do volume de controle discretizado permite determinar, de forma iterativa, a posição da interface móvel líquido-sólido. As condições de contorno nesta interface são determinadas sem a necessidade da transformação de coordenadas usando uma simples grade fixa. As linhas de corrente são determinadas diretamente da função corrente e elas representam as correntes convectivas na fase líquida. As formas das interfaces líquido-sólido e o calor armazenado em função do tempo são comparados com dados teóricos e experimentais para a vaIidação dos resultados. São também analisados os gráficos da taxa de calor global e da efetividade em função do número de unidades de transferência (NUT) / Abstract: The mean dimensionless enthalpy of the discretized control volume permit to determine the moving liquid-solid interface position. The boundary conditions in the interface are determined without the necessity of the transformation of coordinates by using a simple fixed grid. From the function 'psi¿ (r,z) the stream lines are determined which represent the convective currents in the liquid phase. Shapes of the liquid-solid interfaces and the stored heat are compared with theoretical and experimental data in the literature for the validation of the model It was also analysed in the present work curves of the global rate of heat transfer. and the effectiveness as a function of the number of transfer uni ts (NTU) / Doutorado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Jose Ricardo Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_PauloCesar_M.pdf: 1850424 bytes, checksum: db3c4f785d9a469a2c1f79caa8c15ac1 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Esse trabalho tem por objetivo descrever o comportamento de um escoamento laminar em regime permanente de água aquecida ou resfriada por uma placa plana vertical, submetida a fluxo de calor uniforme, levando-se em consideração a variação das propriedades com a temperatura. É empregado um esquema numérico por diferenças finitas uma vez que não é possível sua resolução por similaridade. Devido ao acoplamento das equações de governo e as não-linearidades presentes, utiliza-se um método de relaxação que consiste na introdução de pseudo-transíentes nas equações de conservação da quantidade de movimento e energia o algoritmo é testado em problemas que possuem solução por similaridade apresentando (exceto no inicio da placa) erros inferiores a 2% / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Joaquim Severino Paiva Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T18:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoseTomazVieira_M.pdf: 1662711 bytes, checksum: 147f21922f3191dcbc2ab7a2bce2aaee (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: Estudo numérico da convecção natural entre duas placas planas verticais. Inicialmente as placas e o ar ambiente estão à mesma temperatura e não há escoamento de ar. Repentinamente uma das placas tem sua temperatura elevada de ?tl e a outra de ?t2 em relação a temperatura ambiente. Devido a esses gradientes de temperatura o ar em contato com as placas se aquece e consequentemente sua densidade diminui. Essa diferença de densidades induz um movimento ascendente do fluido mais leve. Foi feito um estudo do desenvolvimento dos perfis de velocidade, temperatura e pressão do ar entre as placas, desde o instante inicial em que foi induzido o escoamento de ar até a situação final onde as condições de regime permanente foram praticamente atingidas. As características de transferência de calor são apresentadas em termos do número de Nusselt / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Ciências

Orientador: Carlos Alberto Gasparetto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T06:28:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_JoseAntonioGomes_D.pdf: 3293260 bytes, checksum: 7908daae3792c905661cc288b1ef9762 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Foram abordados neste trabalho a hidrodinâmica e a convecção em escoamento laminar em tubos cilíndricos do suco de laranja. Determinaram-se as propriedades físicas do suco: condutividade térmica, calor específico, difusividade térmica e massa específica em função da concentração, além dos parâmetros reológicos em função da concentração e da temperatura. O comportamento reológico do suco foi determinado numa faixa de 0 a 50°C e concentrações de 43, 53 e 65°Brix, usando um reômetro de cilindros concêntricos. Os resultados indicam que o suco de laranja comporta-se como um fluido não-newtoniano com características pseudoplásticas, sendo descrito pelo modelo de Ostwald-de-Waele do tipo: t = K y n. O parâmetro material K, índice de consistência, apresentou uma dependência da temperatura conforme a equação: K = K' exp [ - b (T-T0)] e o índice de comportamento n, foi considerado constante em função da temperatura. A condutividade térmica decresceu com o aumento da concentração do suco, segundo uma relação cúbica, o mesmo comportamento apresentou a difusividade térmica, enquanto o calor específico e a massa específica apresentaram funções lineares. A perda de carga no escoamento laminar do suco é expressa pela relação de gradientes adimensionais de pressão (v|/) em função do número de Graetz. A faixa de abrangência é 0,0048 a 0,4304. Os resultados experimentais de transferência de calor em escoamento não-isoviscoso são apresentados em termos de número de Nusselt em função do número de Graetz. Os casos tratados neste trabalho abrangem a faixa 1,73 < Gz < 253,66 e 0,71 < Nu < 33,38. A condição adotada para o problema de transferência de calor foi o escoamento plenamente desenvolvido com temperatura da parede constante. Foram consideradas desprezíveis a dissipação viscosa e a condução de calor na direção axial / Abstract: This work deals with the hydrodinamic and convection in laminar flow through cylindrical ducts of orange juice. The thermal conductivity, specific heat, thermal difusivity and density as a function of juice concentration were determined. The Theological parameters as a function of juice concentration and temperature were also obtained. The Theological characteristics of the juice were studied in the temperature range of 0 to 50°C and concentrations of 43, 53 and 65°Brix, using a concentric cylinders rheometer. The results denoted a non-newtonian behaviour of the juice with pseudoplastic characteristics, described by the Ostwald-de-Waele model of the type x = K y n- The consistency index K was temperature dependent according to the equation K = K' exp [ - b (T-T0)]. The behaviour index n, was constant with temperature. The thermal conductivity and thermal difusivity decreased as juice concentrations increased by a cubic relation. Specific heat and density were linear functions of juice concentration. The pressure drop of the juice laminar flow is represented by admensional gradients (vy) as function of Graetz number. The range is from 0.0048 to 0.4304. The experimental results of heat transfer in the non-isoviscous flow are presented as Nusselt number as function of Graetz. The cases considered in this work are in the range of 1.73 < Gz < 253.66 and 0.71 < Nu < 33.38. The heat transfer problem considers the condition of fully developed flow, with constant temperature at the tube wall. Viscous dissipation and axial heat conduction were not considered / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos