Resumo: Com a evolução dos sistemas de computação simbólica ampliou-se a capacidade de modelagem e análise de problemas provenientes de equações diferenciais. Propõe-se a resolução da equação da condução de calor em regimes permanente e transiente para uma geometria cilíndrica com condições de contorno convectivas de forma analítica e numérica utilizando o software de computação simbólica Maple. Para este propósito serão empregados para a resolução analítica, o método de separação de variáveis e para a resolução numérica, o método das diferenças finitas com o esquema Crank- Nicolson e explícito. Os resultados obtidos das resoluções analíticas e numéricas, para algumas situações avaliadas são comparadas. As vantagens computacionais da utilização do software Maple são apresentadas. / Abstract: The evolution of symbolic computation systems enlarges the capacity of modeling and analysis of problems by differential equations. The aim is the resolution of the conduction heat equation in unsteady and steady state for the cylindrical geometry with convective boundary conditions with analytical and numerical solutions using the Maple software. To this results will be used the separated variables method and finite differences to numerical solutions with Crank-Nicolson and explicit schemes. The results obtained for numerical and analytical solutions for some situations it will available and compared. The computational advantages of the Maple software are showed too. / Orientador: Luiz Roberto Carrocci / Coorientador: Marcio Abud Marcelino / Banca: Petronio Masanobu Tanisho / Banca: Rubens Alves Dias / Banca: Carlos Alberto Chaves / Banca: José Rui Camargo / Doutor

Orientador: Carlos Alberto Carrasco Altemani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T09:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_ThiagoAntonini_D.pdf: 12931422 bytes, checksum: b3858d05581229381f7d14684d29e979 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A transferência de calor conjugada por convecção forçada e condução de três aquecedores 2D montados rentes ou protuberantes na placa inferior (substrato) de um canal de placas paralelas foi investigada numericamente em regime permanente. Uma taxa uniforme de geração de calor foi assumida em cada aquecedor e seu resfriamento ocorreu por meio de um escoamento forçado de ar com propriedades constantes em regime laminar. Na entrada do canal, os perfis de velocidade e de temperatura do escoamento eram uniformes. Este problema está relacionado ao resfriamento de componentes eletrônicos montados numa placa de circuito impresso. Para um substrato adiabático, o resfriamento dos aquecedores ocorre apenas por convecção forçada. Para um substrato condutivo, dois mecanismos para a transferência de calor dos aquecedores para o escoamento fluido foram considerados. Um, por convecção forçada, diretamente das superfícies dos aquecedores em contato com o escoamento e outro, por condução através das interfaces substrato-aquecedor. As equações de conservação foram resolvidas dentro de um domínio único, que englobou as regiões sólidas e de fluido, através de um procedimento acoplado. Nesta Tese foi proposto um descritor invariante do processo conjugado de transferência de calor por convecção forçada e condução, por meio de coeficientes de influência conjugados g+, agrupados numa matriz quadrada G+. Com este descritor, a temperatura de cada aquecedor foi determinada a partir de taxas arbitrárias de geração de calor nos aquecedores. Os resultados foram obtidos para números de Reynolds na faixa de 600 a 1900, correspondendo a velocidades médias de entrada do ar no canal na faixa de 0,5 m/s a 1,5 m/s. Os efeitos da razão entre a condutividade térmica do substrato e a do ar foram estudados na faixa de 0 (substrato adiabático) a 80, uma faixa típica de materiais de circuito impresso. A altura dos aquecedores variou entre 0 (aquecedores rentes) e 35% em relação à altura do canal, sendo que em todos os casos o aquecedor possuía uma condutividade térmica 500 vezes maior do que a do ar. / Abstract: The conjugate heat transfer by forced convection and conduction from three 2D heaters either flush mounted or protruding from the lower plate (substrate) of a parallel plates channel was investigated numerically under steady state conditions. A uniform heat generation rate was assumed in each heater and the cooling was performed by means of a forced air flow with constant properties in the laminar regime. At the channel entrance the flow velocity and temperature profiles were assumed uniform. This problem is related to the cooling of electronic components mounted on a circuit board. For an adiabatic substrate, the heaters are cooled only by forced convection. For a conductive substrate, two mechanisms were considered for the heat transfer from the heaters to the fluid flow. One, by forced convection, directly from the heaters surfaces in contact with the flow, and the other, by conduction through the heaters-substrate interfaces. The conservation equations were solved through a coupled procedure within a single calculation domain comprising the solid and fluid regions. In this Thesis an invariant descriptor of the conjugate forced convection and conduction heat transfer was proposed by means of conjugate influence coefficients g+ which were grouped in a square matrix G+. With this descriptor, the temperature of each heater was obtained from an arbitrary distribution of the heat generation rate in the heaters. The results were obtained for Reynolds numbers Re in the range from 600 to 1900, corresponding to average air velocities in the channel entrance from 0.5 m/s to 1.5 m/s. The ratio of the substrate plate thermal conductivity relative to that of the air was considered in the range from 0 (adiabatic substrate) to 80, typical of printed circuit boards. The heaters' height in the channel ranged from 0 (flush mounted) to 35 % of the channel height, while their thermal conductivity was always assumed equal to 500 that of the air. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T23:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_FrancisHenriqueRamos_M.pdf: 35294165 bytes, checksum: 6f9604cba9a9770318ed3d300530c3be (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Nesta dissertação de mestrado, é estudada a transferência de calor no escoamento de gases participantes em dutos de secção circular, combinando os três processos básicos: a condução, a convecção e a radiação. Considera-se o caso em que o gás, em temperatura elevada, escoa através de um tubo revestido por um isolante não-ideal, implicando na perda de calor para o meio externo. O gás possui temperatUra uniforme na entrada do duto, sendo considerada a região de desenvolvimento térmico. O perfil de velocidade é plenamente desenvolvido em todo o duto para ambos os escoamentos laminar e turbulento. O gás é constituído por uma mistura de 'CO IND. 2¿, 'H IND. 2 O¿ e 'N IND. 2¿ e suas propriedades físicas são admitidas uniformes e calculadas na temperatura de mistura média; as propriedades radiantes são dependentes da temperatura e modeladas pela soma de gases cinzas. O campo de temperatura do gás é obtido a partir da solução numérica da equação bidimensional da conservação da energia: os termos difusivos e convectivos são discretizados através do método de volumes de controle Flux-Spline; as trocas de energia radiante são determinadas pelo método das zonas, onde cada zona de radiação corresponde a um volume de controle. As distribuições de temperatura no tubo e no isolante são obtidas através do balanço de energia no duto, que é acoplado à solução da equação da energia no gás. O procedimento de cálculo proposto e o código computacional desenvolvido foram verificados a partir da comparação com resultados divulgados na literatura para o caso de temperatura uniforme do duto, considerando ou não a radiação térmica. Os resultados apresentados incluem as distribuições de temperatura no gás, no tubo e no isolante, e os números de Nusselt total, convectivo e radiante no interior do duto. O efeito da radiação térmica na transferência de calor é analisado para os diferentes parâmetros envolvidos: a temperatura de entrada do gás, as emitâncias do tubo e do isolante, o diâmetro interno do tubo, o comprimento do duto e a espessura do isolante / Abstract: In this Master degree thesis, the heat transfer in the flow of participating gases through circular cross section ducts is studied, combining the three basic processes: conduction, convection and radiation. It is considered the case in which a high temperature gas tlows through a tube covered by a non-ideal insulation. The gas inlet temperature is uniform and the thermal entry region is taken into consideration. The velocity profile is fully developed throughout the duct for both laminar and turbulent flows. The gas is composed by 'CO IND. 2¿, 'H IND. 2 O¿ e 'N IND. 2¿ and its physical properties are assumed to be constant and calculated at the average bulk temperature. The gas radiant properties are temperature dependent and evaluated through the weighted sum of gray gases model. The temperature field is obtained by the solution of the bidimensional energy conservation equation: the convective and difusive terms are discretized by the Flux-Spline control volume method; the radiative exchanges are determined by the zoning method, where each radiative zone corresponds to a control volume. The tube and insulation temperature distributions are obtained by the energy balance in the duct, which is coupled to the gas energy equation. The proposed calculation procedure and the computational code which was developed were verified by comparing the obtained results with those available in the literature regarding uniform duct temperature, when thermal radiation is considered or not. The results presented include the gas, tube and insulation temperature distributions, and the total, convective and radiative Nusselt number inside the duct. The effect of thermal radiation in the heat transfer was analysed as a function of the following parameters: gas inlet temperature, tube and insulation surface emittance, tube inner diameter, duct length and insulation thickness / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto C. Altemani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T23:26:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_EduardoBalster_D.pdf: 10914423 bytes, checksum: ecaf97a75c72546a03b89a1659ad36c3 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Uma investigação do resfriamento conjugado de placas aquecidas suspensas numa cavidade preenchida com ar foi realizada. Duas configurações da cavidade em estudo foram consideradas. Numa delas havia uma única placa, suspensa verticalmente, em posição central, no interior da cavidade. Na outra configuração havia duas placas idênticas suspensas em posições simétricas com relação ao plano médio vertical da cavidade. As paredes laterais e inferior da cavidade eram de material isolante. A parede superior era uma placa isotérmica de material condutor. Um aparato experimental foi construído e a condutância térmica global entre cada placa e o ar ambiente fora da cavidade foi obtida sob condições de regime permanente. O número de Rayleigh da cavidade encontrava-se dentro da faixa de regime laminar para todos os ensaios realizados. Os resultados experimentais foram comparados com os resultados de simulações bidimensionais. Os mecanismos conjugados de condução, convecção e radiação térmica foram incluídos no modelo de análise térmica da cavidade. A solução das equações de conservação foram obtidas numericamente por meio de uma combinação de um método de volumes finitos com o método das radiosidades. Os efeitos de sombreamento provocados pela presença das placas no interior da cavidade foram levados em consideração. Das simulações realizadas foram obtidas as condutâncias térmicas globais para as placas, as frações de contribuição de cada modo de transferência de calor no resfriamento de cada placa e da cavidade e as temperaturas no interior da cavidade / Abstract: An investigation of the conjugate heat transfer tTomheated plates suspended in an air filled enclosure was performed. Two distinct configurations for the enclosure were considered. In the first, there was only one heated plate inside the enclosure, suspended in the central position. In the other configuration, there were two heated plates suspended inside the enclosure. They were symmetrically located with respect to the enclosure's vertical midplane. The side and the bottom walls of the enclosure were insulated, but the top wall was a conductive isothennal plate. An experimental apparatus was built and the global therrnal conductance of the heated plates to the ambient air outside the enclosure was obtained under steady state conditions. The Rayleigh number inside the enclosure was within the larninar range. The experimental results were compared with those of a two-dimensional simulation. The conjugate mechanisms of conduction, convection and therrnal radiation were included in the model for the thennal analysis of the enclosure. The solution of the conservation equations was obtained numerically via a combination of the finite volumes and the radiosities methods. The blockage effect of the heated plate to thermal radiation inside the enclosure was taken into account. From this simulation, the global thermal conductance of the heated plate, the distribution of the heat transfer among the three mechanisms, as well as values of the temperature inside the enclosure were obtained. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Barbara Janet Teruel Mederos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-11T14:25:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mattos_JulianaSwenssonde_M.pdf: 80070260 bytes, checksum: 4a27c6f96d2d84ecf1ba71a88d188d4f (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Frutas e hortaliças, após a colheita, podem ser submetidas a processos térmicos, dentre o quais: aquecimento, resfriamento e congelamento. O conhecimento das propriedades termofísicas: densidade, calor específico, condutividade e difusividade térmica, é de grande importância, para o dimensionamento de equipamentos utilizados para o controle dos processos que envolvem transferência de calor. Devido à heterogeneidade da composição dos materiais biológicos, a modelagem e otimização dos processos, dependem de parâmetros como: teor de umidade, estrutura do produto e faixa de temperatura utilizada, que podem variar durante o processo. Os valores experimentais de propriedades termofísicas de frutas e hortaliças podem ser determinados por diversos métodos, variando os seguintes parâmetros: temperatura, concentração de sólidos solúveis e umidade. Uma grande quantidade desses dados encontra-se publicada na literatura nacional e internacional, porém ainda dispersos, não disponíveis em um banco de dados que agrupe os valores das propriedades por tipo de produto, método e faixa de temperatura utilizada, erro ou desvio padrão, equações, dentre outras informações. Para alguns produtos esses dados são inexistentes, impondo a necessidade de assumir, como referência, valores das propriedades de outros considerados semelhantes, mas que podem provocar erros consideráveis de dimensionamento de equipamentos e de processos. Esta problemática motivou o desenvolvimento do trabalho aqui apresentado, objetivando a elaboração de um banco de dados de propriedades termo físicas, de frutas e hortaliças, agrupadas e classificadas, após revisão bibliográfica nas diversas fontes disponíveis. Após o agrupamento e elaboração do banco de dados preliminar, constatou-se a falta de informações para algumas frutas e hortaliças de variedades nacionais, o que motivou a determinação das propriedades mencionadas, para alguns desses produtos. Para frutas e hortaliças in natura foram determinados: teor de umidade e condutividade térmica (Método da Fonte Linear de Calor ou Sonda). As frutas in natura utilizadas para os experimentos foram: banana nanica, manga Tommy Atkins, mamão formosa, e caju e as hortaliças in natura, chuchu, berinjela, cebola e abóbora. Para polpas de frutas foram determinados: teor de umidade, concentração de sólidos solúveis (Brix), difusividade técnica (Método de Dickerson), calor específico (Método das Misturas), e densidade (Método do Picnômetro). Com estas propriedades calculou-se a condutividade térmica, pela equação de Fourier, das polpas. As frutas utilizadas para os experimentos foram: maracujá, tangerina ponkã, graviola, caju e acerola. Os valores das propriedades determinadas ficaram próximos aos das faixas reportados na literatura e os modelos propostos forneceram bons ajustes, com erros percentuais entre 0% e 29%, com exceção da berinjela, que apresentou valores inferiores aos modelos propostos / Abstract: Fruits and vegetables, after the harvest, can be submitted to thermal processes such as heating, cooling and freezing. ln such way, the knowledge of thermophysical properties as density, specific heat, thermal conductivity and thermal diffusivity, play an important role for both, effective design of food processing equipment, and for the control of the processes that involve heat exchangers. Due to the complexity of biological materiaIs, the modeling and optimization ofthe processes depend on the following parameters: water content, and structure of the product and temperature, which may vary during the processo The experimental values of thermophysical properties of fruits and vegetables can be determined through several methods, including the variation of temperature, soluble solid concentration and water content. A great amount of this data is found in national and internationalliterature, however, the data is scattered and the values are not grouped for type of product, method useq, temperature range, error or standard deviation, equations, besides other information. For some products, this data is not available, imposing the need to assume approached values, taking as reference the values of the properties of other products, what can cause considerable errors of calculation and dimension of equipment and processes. This problem motivated the development of the work presented here, with the objective of the elaboration of a database of thermophysical properties of fruits and vegetables, (compiled and organized) groqped and classified, after literature review in several available sources. After compiling the preliminary database, we found lack of information of properties of some national varieties of fruits and vegetables. The following properties for fruits and vegetables had been determined in natura: moisture content, and thermal conductivity (line heat source probe method). The fruits in natura used for the experiments were: Cavendish banana; mango cv.Tommy Atkins; papaya cv.Forrnosa; and cashew fruit. The vegetables in natura were: chayote; eggplant; onion; and pumpkin. The properties determined for fruit pulps were: moisture content; soluble solid (Brix); thermal diffusivity (Dickerson method); specific heat (Method of Mixtures); and density (Picnometric method). The values for thermal conductivity were obtained by the Fourier equation using the properties obtained above. The fruits used on the experiments were: passion fruit; tangerine cV. Ponkã; guanabana; cashew fruit; and west indian cherry / Mestrado / Tecnologia Pós-Colheita / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Carlos Alberto Carrasco Altemani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T04:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarchiNeto_Ismael_D.pdf: 4845997 bytes, checksum: b5f466a0bc722eba5f754b6c4ef08357 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: The abstract is available with the full electronic document. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Vitor Antonio Ducatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-04T08:19:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DantasFilho_FlavioPedrosa_M.pdf: 1664624 bytes, checksum: 3cacc7f6d0b7f9d6f41a2cf089712398 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A preocupação com o grave problema da geração de resíduos na construção civil e na indústria vem, cada vez mais, despertando a conscientização da necessidade de realização de estudos com vistas a melhorar o ciclo de produção e adequar a destinação dos resíduos gerados. Neste sentido, a reciclagem se apresenta como uma grande alternativa. Este trabalho visa a reciclagem do pó de serra da indústria madeireira que é um resíduo indesejável, tendo atualmente como única opção de uso, sua queima ou descarte final. A reciclagem deste material, vem contribuir para a formação de uma nova matéria-prima, possibilitando sua utilização como material de construção civil. É estudada a influência de diferentes teores da adição do pó de serra tratado em substituição parcial ao agregado miúdo mineral na fabricação de blocos de concreto para alvenaria de vedação e como elementos de enchimento para pré-lajes. Determinou-se a resistência à compressão, teor de umidade, absorção de água, área líquida e condutividade térmica para vários teores de pó de serra em substituição parcial e total ao agregado miúdo mineral. A análise dos resultados permite concluir que a utilização do pó de serra como agregado miúdo na confecção dos blocos de concreto até 50% em volume aumentou a resistência térmica com redução de peso, atendendo as prescrições da norma para alvenaria de vedação. Também, observa-se uma diminuição da resistência à compressão em relação ao bloco de concreto de referência. A utilização da argamassa de cimento e pó de serra como elementos de enchimento para pré-lajes, atendeu às normas brasileiras. É possível concluir, ainda, que a utilização do pó de serra em substituição parcial ou total ao agregado miúdo mineral, contribui para um programa de reciclagem, diminuindo a demanda do agregado miúdo para a confecção dos blocos de concreto e elementos de enchimento das pré-lajes / Abstract: Concern with residue from the construction industry calls upon the need for studies aiming to optimize production cycle as well as to better dispose of such residues. Evidently, recycling is certainly an excellent option. The work herein described concerns recycling of sawdust, a very undesirable residue generated by wood industries, which nowadays can only be disposed of by burning or dumping. Recycling such material engenders a new product to be used in building construction. It is studied the influence of different quantities of sawdust, partially substituting fine aggregate mineral, used to produce hollow concrete masonry blocks and elements for precast plank. Their compression load capacity, humidity, water absorption factor, net area and thermal conductivity were determined. Final results analysis leads to the conclusion that employing sawdust, up to 50% in volume, to produce concrete blocks increases their thermal isolation capacity besides reducing their total weight. However, a reduction on their compression loads capability was observed, as compared to the reference concrete blocks. Utilization of mortar of cements and sawdust as filling elements for precast plank, satisfies the brasilian norms. Thus, it is possible to conclude that the use of sawdust in partial or total substitution of the fine aggregate, contributes towards a recycling program, reducing the need for fine aggregate to produce concrete blocks and filling elements for precast plank / Mestrado / Edificações / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Carlos Alberto Carrasco Altemani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T09:07:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Loiola_BrunaRafaella_M.pdf: 2801156 bytes, checksum: 0bbef2296c5a3a938f63b6246554ab2d (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A transferência de calor conjugada por convecção forçada-condução de dois aquecedores protuberantes montados na parede inferior (substrato) de um duto retangular foi investigada através de medidas experimentais em laboratório. Potência elétrica era dissipada em resistências embutidas nos aquecedores feitos de alumínio, que eram resfriados em regime permanente por um escoamento forçado de ar no duto. Cada aquecedor transferia calor por convecção diretamente das suas superfícies em contato com o escoamento e por condução para a placa do substrato através da interface comum. Esta condução de calor espalhava na placa do substrato e era transferida por convecção da placa para o escoamento de ar no duto. O resfriamento conjugado dos aquecedores na placa de substrato foi descrito por uma matriz de coeficientes conjugados obtidos por meio de testes experimentais realizados com um aquecedor ativo por vez, em uma faixa do número de Reynolds do escoamento entre 1600 e 6400. Foram utilizadas duas montagens experimentais praticamente idênticas, uma com a placa do substrato de acrílico e a outra, de alumínio. O número de Nusselt adiabático, que é um descritor invariante do processo convectivo de troca de calor, também foi avaliado nos testes com o substrato de acrílico. Os coeficientes conjugados obtidos nestes testes foram então utilizados para prever as temperaturas dos aquecedores em testes adicionais com os dois simultaneamente ativos, sob condições variadas de escoamento e aquecimento. A concordância dessas temperaturas indicou que esses coeficientes são descritores invariantes do resfriamento conjugado dos aquecedores discretos no duto. Simulações numéricas do escoamento e da transferência de calor no duto considerado foram efetuadas com o pacote computacional PHOENICS em um domínio tridimensional semelhante ao duto experimental. Os resultados numéricos obtidos foram comparados com as medidas experimentais / Abstract: Conjugate heat transfer by forced convection-conduction of two protruding heaters mounted on the lower wall (substrate) of a rectangular duct was investigated through experiments in laboratory. Electric power dissipation in the Aluminum heaters¿ embedded resistances was transferred under steady state conditions to forced airflow in the duct. Heat losses from each heater included direct convection from its surfaces in contact with the airflow and conduction to the substrate plate through their common interface. This heat conduction was spread in the substrate plate and eventually transferred by convection from the plate to the airflow in the duct. The heaters¿ conjugate cooling was described by a conjugate matrix with coefficients obtained from experimental tests with a single active heater at a time, in the range of the airflow Reynolds number from 1,600 to 6,400. Two almost identical assemblies were used, one with a Plexiglas plate and the other with Aluminum. The adiabatic Nusselt number, an invariant descriptor of the convective heat transfer, was also evaluated in the tests with the Plexiglas plate. The conjugate coefficients were used to predict the heaters¿ temperatures from additional tests with both active heaters, for arbitrary airflow rates and heaters¿ power dissipation. An agreement of these temperatures indicated that the conjugate coefficients are invariant descriptors of their conjugate cooling. Numerical CFD simulations were performed using the PHOENICS software in a three dimensional domain similar to the experimental assembly. The numerical results were compared to those of the experiments / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestra em Engenharia Mecânica

Orientador : Lucila Chebel Labaki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Granja_AriovaldoDenis_D.pdf: 766890 bytes, checksum: cfaee3ae0e3e66bb8d376d2619bda5ad (MD5) Previous issue date: 2002 / Doutorado

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work a transient one dimensional thermal problem with multilayer was solved analytical by using the Green\'s functions (FG) method. This method was used because the boundary conditions vary with time and this discards the use os the separation of variables method. The temperature prole for a two-layer medium was obtained and checks up this analytical solution by comparison with exact and numerical solutions of related thermal problems with specic characteristics. One important application of double layer solutions are given by thermal analysis in a coating machine tool. Accordingly, two analyzes of the thermal behavior of coated tools are addressed. Check up the thermal and geometric parameters involved, which allow a better distribution of temperature in the cutting area, reducing wear used in the process and to increase the tool life. It has been shown that coating with the thermal properties of the cobalt material, had an increase in temperature, while the coating of aluminum oxide (Al203) and titanium nitride (TiN) showed a decrease of temperature in the tool-coating interface. / Este trabalho dedica-se à obtenção de solução analítica em condução de calor por meio de Funções de Green (FG), decorrente de um problema térmico unidimensional transiente com meio multicamada. Indica-se o uso do método de Funções de Green (FG) uma vez que as condições de contorno variam com o tempo, o que descarta de imediato o método de separa- ção de variáveis. Obtém-se o perl de temperatura para o meio dupla-camada e verica-se a solução analítica através da comparação com soluções exatas e numéricas de problemas térmicos correlacionados e especícos. Uma aplicação importante de soluções de dupla camada é dada pela análise térmica de uma ferramenta de usinagem com revestimento. Nesse sentido, duas análises do comportamento térmico em ferramentas revestidas são abordadas. Vericam-se os parâmetros térmicos e geométricos envolvidos, que possibilitam uma melhor distribuição da temperatura na região de corte, diminuindo os desgastes presentes nesse processo e visando aumentar a vida útil da ferramenta. Mostra-se que o revestimento com as propriedades térmicas do material de cobalto, teve um aumento de temperatura, enquanto os revestimento de óxido de alumínio (Al203) e nitreto de titânio (TiN) apresentou-se uma diminuição de temperatura na interface ferramenta-revestimento. / Mestre em Engenharia Mecânica