Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2007 / Bibliografia: f. 112-117 / Materiais vítreos são amplamente utilizados em equipamentos e em edificações para aumentar a incidência de luz para o seu interior, proporcionando o conforto da luminosidade e/ou ainda facilitando a visualização de objetos em seu exterior ou no interior d / Glass materials are widely used in equipment and in buildings to increase the light incidence toward their interior, increasing brightness comfort and improving the visualization of indoor objects. Even so, in spite of these qualities, these materials are

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-16Bitstream added on 2014-06-13T19:12:10Z : No. of bitstreams: 1 arfelli_sl_me_bauru.pdf: 673378 bytes, checksum: 8e81c63e233d9f9a47e797c41cb63424 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo tem como objetivo utilizar expressões disponíveis na literatura para analisar a influência das diferentes geometrias dos tanques no coeficiente global de troca de calor. Optou-se por estudar o aquecimento do xarope de açúcar cristal por tratar-se de um produto largamente aplicado na fabricação de doces, alimentos e bebidas carbonatadas. Pesquisou-se na literatura as propriedades termodinâmicas e as características físicas do vapor d'água, da água e do xarope de açúcar, aplicados nos cálculos dos coeficientes de película e no balanço de energia do sistema térmico. Os estudos e simulações feitas com utilização do programa Geopack, para os tanques com relação T/H de 0,8 1,0 e 1,2 e impelidores com relação d/T de 02, 0,4 e 0,7, estabeleceram as faixas de valores para a rotação dos impelidores, velocidade média do produto, a capacidade de deslocamento volumétrico e a potência requerida, mantendo-se constante o número de impelidores e o nível de agitação. Aplicou-se a teoria clássica da transmissão de calor, os fundamentos da teoria da agitação, as considerações mecânicas e as equações apropriadas para o dimensionamento do tanque. Os resultados mostraram que os tanques mais esbeltos, com impelidor descentralizado, apresentam melhor aproveitamento. Concluiu-se que, na definição geométrica de um reator, a relação entre o diâmetro e a altura T/H deve ser menor que 1,0. Por sua vez, em decorrência da potência consumida, o impelidor com diâmetro igual a 0,4 do diâmetro do tanque, mostrou-se mais adequado. O emprego de pressões maiores para o vapor saturado reduz o tempo de processamento, embora possa implicar no aumento da espessura da chaparia e no consumo de combustível na caldeira. / This study have how objective to analyze expressions available in the literature for the calculation of the global coefficient of exchange of heat in tanks with different model geometric. It was opted to study the heating of the syrup of crystal sugar because of treating a product widely applied in the manufacture sweets, foods and carbonated drunks. Were investigated in the literature the properties thermodynamics and the physical characteristics of the steam of water, of the water and of the syrup of sugar, applieds in the calculations of the coefficients of film and in the swinging of energy of the thermal system. The studies and simulations done with the use of the program Geopack, for the tanks with the T/H *0,8, 1,0 and 1,2) and impellers with ratio d/T (0,2 0,4 and 0,7), established the range valves for the rotation of the impellers, average speed of the product, the capacity of volumetric dislocation and the applied power, when the number is remaining constant of impellers and the level of agitation. It was applied the classic theory of the transmission of heat, the foundations of the theory of agitation, the mechanical considerations and the appropriate equations for calculating the size of the tank. The results showed that the most slender tanks, impeller with decentralized, present better use. It was concluded that, in the geometrical definition of a reactor, the relation between the diameter and height of the back must be smaller than to 1,0. For its time, as a result of the consumed power, the impeller with equal diameter to 0,4 of the diameter of the tank, appeared more appropriate. The employment of the bigger pressures for the full steam reduces the time of processing, though it could tease in the increase of plate thickness and in the consumption of fuel in the boiler.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-07-30Bitstream added on 2014-06-13T20:53:33Z : No. of bitstreams: 1 massoni_pr_me_rcla.pdf: 268207 bytes, checksum: 6e94a8d273c83e316e9da0bdfcaea8a1 (MD5) / O resfriamento de produtos agrícolas, em ambientes com atmosfera controlada, é uma das técnicas que tem sido utilizada por produtores e indústrias do setor, sendo importante se ter informações sobre a influência de parâmetros que atuam durante o processo. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo numérico unidimensional usando-se um método explícito de aproximação das derivadas de equações diferenciais por diferenças finitas, para solucionar a equação da condução de calor em sólidos com alto teor de água e de formato cilíndrico, que estejam submetidos a um fluxo de ar resfriado. Utilizando o modelo, simulou-se a influência de variáveis físicas e geométricas na distribuição das temperaturas radiais em cilindros hipotéticos, obtendo-se resultados coerentes com o comportamento previsto para tal situação. Foram feitas medidas experimentais das temperaturas em diferentes localizações radiais em alguns vegetais com formato aproximadamente cilíndrico e, os resultados dessas medidas, comparados com as previsões numéricas, revelando boa concordância dentro da faixa do erro experimental. / Cooling in atmosphere controlled environment is one of the methods used in the food preservation and processing industry. For best process improvement information, for example, concerning the influence of different parameters on the internal temperature values are of interest. The present work deals with a simple numeric model developed using a explicit finite-differences scheme for solve the one-dimensional cylindrical transient heat equation. The equation is solved with a field temperature inicial condition, simetry center boundary condition and a pure convection surface boundary condition after normalizing the equation system. A FORTRAN program was develop to solve the resulting matricial system to obtain the transient radial temperature distribution as a function of convective heat coefficient, Fourier number, thermal diffusivity and Biot number. The experimental setup consisted of a retangular duct througt witch cooled air circulated by a blower. Inside the duct fresh approximated cylindrical shapped samples of food products have they radial temperature measured in four different location using iron-constantan thermocouples. The results show that there is a good a agreement between the experimentally measured temperature values and that computed using numeric model.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001Bitstream added on 2014-06-13T18:42:36Z : No. of bitstreams: 1 aquino_frq_dr_guara.pdf: 1771311 bytes, checksum: ae592e11d2c944ae8a940fa51ec488cf (MD5) / Neste trabalho estuda-se a convecção natural laminar em regimes permanente e transiente em cavidades triangulares isósceles. Para a determinação das distribuições de velocidades e temperaturas são utilizadas as equações de conservação da massa, quantidade de movimento e de energia, com a aproximação de Boussinesq. A solução do sistema de equações diferenciais é feita através de um método de volumes finitos utilizando o esquema de discretização Power-Law proposto por Patankar e o procedimento SIMPLE é empregado para obtenção de equações de correção de pressões. Os sistemas de equações algébricas encontrados são solucionados numericamente por um algoritmo line-by-line, que é uma combinação de um método direto TDMA para problemas unidimensionais com o método iterativo de Gauss-Siedel. Foram obtidas soluções para diversas combinações de condições de contorno de temperaturas conhecidas e paredes adiabáticas e as comparações com os resultados existentes na literatura comprovam a confiabilidade do modelo e do código computacional desenvolvidos. São apresentadas ainda soluções quando se consideram fluxos de calor constantes e variáveis com o tempo em uma das superfícies da cavidade. A influência do valor do número de Grashof e da razão de aspecto da cavidade é também discutida. / In this work the laminar natural convection in enclosures of isosceles triangular shape is studied. Both the steady state and the transient regimes are included. The mass conservation, momentum and energy equations are used for the velocity and temperature profiles determination. The Boussinesq approach is also considered. The solution of the differential equation set is performed by using a finite volume method. The discretization scheme chosen was the Patankar's Power-Law Scheme and the SIMPLE algorithm is adopted to get a pressure correction equation. The resultant algebraic equations are solved by a line-by-line procedure that is a combination of a direct method (TDMA) and an iterative Gauss-Siedel method. The solution for some different boundary condition, involving prescribed temperatures and adiabatic walls, were obtained and were compared with the literature results. The good agreement between them validates the developed mathematical model and computational code. Here it is also presented solutions for the case of a constant or time dependent heat flux imposed over one of the sides of the enclosure. The influence of the Grashof number and the enclosure aspect ratio is discussed.

Resumo

Orientador : Prof. Dr. Carlos Henrique Marchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 27/09/2016 / Inclui referências : fls. 93-97 / Área de concentração: Fenômenos de transporte e mecânica dos sólidos / Resumo: A determinação precisa do fluxo de calor é uma importante tarefa tanto para o projeto quanto para o cálculo do desempenho de motores-foguete. No presente trabalho, o fluxo de calor na câmara de combustão de motores-foguete com geometria cilíndrica será calculado utilizando-se o método inverso. Nesse tipo de abordagem, o fluxo de calor variando no tempo é determinado a partir de dados experimentais de temperatura tomadas na parede externa do motor-foguete. O fenômeno físico foi modelado pela equação da condução de calor em coordenadas cilíndricas unidimensional em regime transiente. As propriedades físicas do material da câmara são consideradas constantes. O problema inverso é resolvido pelo método dos mínimos quadrados modificado pela adição do termo de regularização de Tikhonov de ordem zero. Os coeficientes de sensitividade foram obtidos pelo teorema de Duhamel, portanto a metodologia se aplica a problemas lineares. Mediante o uso do parâmetro de regularização, foi possível gerar bons resultados mesmo com dados contendo erros experimentais consideráveis. Os resultados obtidos com tal abordagem concordam satisfatoriamente com valores encontrados na literatura. Uma vez conhecidos o fluxo de calor e a temperatura da parede no lado interno, a temperatura de câmara foi calculada através de um processo iterativo. Os fluxos de calor teóricos de convecção e radiação são calculados por métodos disponíveis na literatura. A temperatura da câmara foi ajustada até que a soma dos fluxos de calor teóricos coincidissem com o fluxo obtido pelo método inverso. A temperatura na câmara calculada pelo procedimento iterativo forneceu erros de 4,66 e 13,69%. Pode-se verificar boa concordância entre a temperatura na câmara calculada e a temperatura experimental. Palavras-chave: Câmara de combustão. Regularização de Thikonov. Fluxo de calor. Problema inverso de condução de calor. Temperatura na câmara. / Abstract: Accurate determination of heat flux is an important task not only in designing but also in calculation of the performance of rocket engines. In this work, the heat flux in combustion chamber is calculated using inverse method. In this approach, the heat flux varying in time is determined from experimental data measured at the outer side wall of the rocket engine. The physical phenomenon was modeled by the transient one dimensional heat equation in cylindrical coordinates. The properties of the material of the chamber were considered constant. The inverse problem is solved by least squares modified by the addition of Tikhonov regularization term of zero order. The sensitivity coefficients were obtained by Duhamel's theorem, so the methodology is applicable to linear problems. By using the regularization parameter, it was possible to generate good results even using data with considerable experimental errors. The results obtained with this approach agree well with literature data. Once known the heat flux and the inside wall temperature, the chamber temperature was calculated using an iterative process. The theoretical radiation and convection heat flux are calculated by methods available in the literature. The temperature chamber was adjusted until the sum of the theoretical heat fluxes coincide with the heat flux obtained by the inverse method. The temperature calculated in the chamber presented errors of 4,66 and 13,69%. It can be verified good agreement between the calculated chamber temperature and experimental temperature. Keywords: Combustion chamber. Thikonov regularization. Heat flux. Inverse Heat Conduction Problem. Chamber temperature.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-11Bitstream added on 2015-03-03T12:07:25Z : No. of bitstreams: 1 000806271.pdf: 1523040 bytes, checksum: d3e9dfa1a844d8df5e57c99e224bda33 (MD5) / As técnicas de lubri-refrigeração, Convencional e Mínima Quantidade de Lubrificante - MQL, foram analisadas e o particionamento de energia na região de contato foram determinadas para o processo de retificação plana de uma peça de aço ABNT 1020 com um rebolo convencional de Óxido de Alumínio (Al2O3), para diferentes profundidades de retificação. Para isso foi desenvolvido um modelo térmico obtido pela equação da difusão de calor bidimensional transiente com as suas condições de contorno, a equação resultante foi dicretizada pelo método dos Volumes Finitos, com formulação, implícita no tempo devido ao fato desta técnica não apresentar limitação quanto à escolha do intervalo de tempo. O sistema de equação resultante foi resolvido pelo método das Relaxações Sucessivas (Sucessives Over Relaxation). A técnica de transferência de calor reversa da Seção Àurea foi aplicada para estimar o fluxo de calor que entra na peça pela interface peça/rebolo. As temperaturas geradas pelo modelo térmico foram comparadas com as temperaturas experimentais medidas por um termoar tipo K localizado a uma determinada distância da superfície de retificação. As técnicas de lubri-refrigeração foram comparadas mostrando que para o método de lubri-refrigeração MQL em relação ao Convencional , o fluxo de calor que entra na peça foi 43% maior para a profundidade de retificação de 30um, 137% para 45um e 184% para 60um, enquanto que o calor removido pelo fluido de corte na lubri-refrigeração MQL representa 2,62% para 30um, 4,35 para 45um e 5,21% para 60um em relação ao Convencional / Techniques for lubrification and cooling. Conventional and Minimum Quantify Lubrificant - MQL, were determined for the process of grinding a plane workpiece of steel SAE 1020 with a conventional grinding Aluminum Oxide (Al2O3), for different depths of rectification. For that obtained by a thermal model of transient two-dimensional heat diffusion with its boundary conditions, the equation resulting equation was discretized by the Finite Volume Method with implicit formulation in time was developed due to the fact that this techique does not introduce restriction on the choise time interval. The resulting system of equations was solved by the method of SOR (Successives Over Relaxation). The technique of reverse transfer of heat from the Golden Section was applied to estimate the flow of theat that enters the part number for the workpiece/wheel interface. The temperature generated by the thermal model were compared with measurements by a K-type thermocouple located at a given distance from the surface grinding experimental temperatures. The lubrification and cooling techniques were compared showing that for the method of lubrification and cooling compared to conventional MQL, the heat flux entering the number was 43% higher for the grinding depth of30um, 137% to 45um and to 184% for 60um, while the heat removed by the cutting fluid in the lubrification and cooling MQL is 2.62% to 30um, 45um 4.35% to 5.21% for 60 um of the Conventional

Resumo: Com o desenvolvimento da engenharia, tambem se desenvolveram metodos para resolucao de problemas relacionados a essa ciencia aplicada. Dada a dificuldade de obtencao de solucoes analiticas para as equacoes diferenciais que regem muitos problemas fisicos, surgiu a necessidade de se desenvolver metodos numericos para resolver esses problemas, ainda que de maneira aproximada. Com o desenvolvimento da informatica, as simulacoes numericas, entre elas o Metodo dos Elementos de Contorno (MEC), se tornaram uma poderosa ferramenta nas solucoes dos diversos problemas da engenharia. Para este trabalho, tendo em vista o exposto, foi desenvolvida uma formulacao do MEC para a solucao de problemas de propagacao de calor em dominios unidimensionais. Devido a utilizacao da solucao fundamental da estatica, uma integral de dominio, cujo integrando e igual ao produto da solucao fundamental com a derivada primeira do potencial em relacao ao tempo, aparece nas equacoes do MEC. Como a integral de dominio e mantida nas equacoes, essa formulacao e denominada MEC-D (onde a letra D esta representando o dominio). Alem da formulacao tradicional MEC-D, uma nova formulacao do MEC, baseada em uma ponderacao do tipo colocacao por subdominios, e proposta. Para validacao dos resultados, quatro exemplos sao apresentados e comparados com suas solucoes analiticas. Uma nova sera apresentada neste trabalho: considerando que as funcoes u e q possuem variacao linear no tempo, a equacao do MEC-D e integrada no intervalo de tempo [ tn , n 1 t ƒy ], gerando a formulacao designada MEC-T. Para as analises numericas foram desenvolvidos codigos computacionais em linguagem Fortran 2003.

Orientadores: Sandra Cristina dos S. Rocha, G. S. Vijaya Raghavan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T09:14:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Taranto_OsvaldirPereira_D.pdf: 4431529 bytes, checksum: 0f8039e2821aa056e6d9a69d0f04c7bd (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho apresenta-se em duas partes que tratam do estudo da dinâmica e do recobrimento de partículas em leito de jorro bidimensional. A parte experimental desse trabalho foi realizada no laboratório de secagem (Drying Lab) da Faculty of Agricultural and Biosystems Engineering da McGill University, Montreal Canadá. A primeira parte do trabalho se ateve ao estudo dos regimes de operação em leitos de jorro. Nessa etapa foi desenvolvido um método de identificação e monitoramento de processos em leitos de jorro, a partir de somente uma das variáveis de estado, no caso a queda de pressão devida ao leito de partículas. As flutuações da queda de pressão do leito foram medidas a uma taxa de 100 medições por segundo, e a partir desses dados, uma rotina de transformada de Fourier produziu espectros que permitem a identificação e monitoramento de possíveis regimes em leitos dejorro: jorro estável, leito fixo e regime de slugging. Os experimentos foram realizados com milho e soja em dois tamanhos de leitos de jorro bidimensionais. A segunda etapa foi centrada sobre o recobrimento de partículas em leito de jorro bidimensional. Esse estudo cobriu as duas áreas de maior interesse no que se refere ao processo de recobrimento de partículas: a área farmacêutíca, com o recobrimento de comprimidos e a área agrícola, com o recobrimento de sementes. A pesquisa envolveu o estudo da transferência de calor gás-partículas, para o processo de recobrimento, e o estudo da cinética de crescimento de partículas e eficiência do processo em leitos de jorro bidimensionais, utilizando-se placas internas (draft plates). Placebo e soja foram utilizados como partículas nos experimentos realizados em dois leitos de 50 e 90 cm de largura, respectivamente. A partir dos dados experimentais obtidos, foram ajustadas correlações para a estimativa dos valores dos coeficientes de transferência de calor, para as regiões de jorro e anular, separadamente, e também para a eficiência do processo / Abstract: This work is presented in two parts that focus on the study of the dynamics of coating of particles in two-dimensional spouted bed. The experimental part was carried out at the Faculty of Agricultural and Biosystems Engineering of McGill University, Montreal, Canada. The first part of the work attained to the study of operation regimes in spouted beds. It was developed a method for identification and monitoring for process in spouted beds, utilizing only one of the state variables, the bed pressure drop. The experiments were carried out with two diferent-size two-dimensional spouted beds and with com and soybeans as particles. The fluctuations of pressure drop were measured and treated with a Fast Fourier Transform (FFT) routine that produced power spectra that allow the identification and monitoring of possible regimes in spouted beds: packed beds, steady spout and slugging beds. The second part was focused on the coating of particles in two-dimensional spouted beds. The experiments utilized also two different sizes of spouted beds and placebos and soybeans as particles, covering the two most important areas of research, concerning coating of particles, the pharmaceutical and agricultural. The work included the study of gas-particle heat transfer, the kinetics of particle growing and efficiency of the coating process for two-dimensional spouted beds, utilizing draft plates. The experimental data were fit to produce correlations to estimate the heat transfer coeficient, for both regions of the spouted bed, separately, and also for the process efficiency / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Florencia Cecilia Menegalli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-23T11:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MatosChamorro_RodrigoAlfredo_D.pdf: 5645239 bytes, checksum: c12e05a496e2e50df9dfefdba15bbfd2 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O objetivo do trabalho foi desenvolver um modelo matemático baseado nas equações de balanço de energia térmica e de continuidade, às condições internas do extrusor de rosca dupla co-rotacional, para predizer os perfis de temperatura da farinha de soja desengordurada ao longo do extrusor. Para desenvolver o modelo matemático fizeram-se as seguintes considerações: as propriedades termo físicas do produto (conductividade térmica e calor especifico) são dependentes da temperatura e do conteúdo de umidade do produto; da configuração geométrica do extrusor; e das condições de processamento. O material fundido é considerado como fluido não newtoniano e a viscosidade aparente é dependente da temperatura, da taxa de deformação e do conteúdo de umidade do produto. Com esse modelo matemático foi escrito um programa de computador em C++, que permitiu simular o perfil de temperatura do produto ao longo do extrusor, Através das simulações foram determinados os valores de velocidade rotacional da rosca, velocidade de alimentação do produto, a distribuição de temperatura do cilindro e os parâmetros de ajuste (Nu, f, p), que influenciam o perfil de temperatura do produto ao longo do extrusor. O conteúdo de umidade não influencia o perfil de temperatura, mas tem se mostrado que afeta na geração de energia por dissipação viscosa e na viscosidade aparente. O modelo teórico mostrou uma boa capacidade de predição do perfil de temperatura de amido extrusado, comparado com dados experimentais encontrados na literatura para a mesma configuração geométrica do extrusor / Abstract: The aim of this work was the development of a mathematical model from the thermal energy balance equation and of continuity to predict the temperature profile of soy flour defatted in a co-rotational twin screw extruder. The following considerations were made for the development of the mathematical model; the physical thermal properties of the product depend on its temperature and moisture content, geometrical form of screw and processing conditions. The melted material is considered as non-Newtonian fluid and the apparent viscosity is dependent on temperature, shear rate and moisture content. A computer program written in C++ language was developed with this mathematical model. It permits to simulate the temperature profile of the material in the extruder. Through this simulation, screw rotational speed, material feeding speed, barrel temperature and the parameters fitting (Nu, f, p), to influence the temperature profile of material, was observed. The moisture content does not influence the temperature profile, but this affects energy generation by viscous dissipation and apparent viscosity. This mathematical model has a good ability to predict the profile temperature of starch, when compared with experimental result found in the literature for the same geometrical twin screw configuration / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos