Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (especialização em Construções Civis). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Engenharia Civil (Especialização em Construções). Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Construções). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. 1984. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência que alguns parâmetros físicos têm no desempenho termoenergético de uma edificação com um sistema de condicionamento de ar do tipo expansão direta, e visa auxiliar na busca por soluções que aumentem a eficiência energética das construções brasileiras. Para tal foi utilizado o programa simulador EnergyPlus, onde são estudados casos em que se alteram os seguintes parâmetros físicos: localização geográfica, tipo de vidro utilizado nas fachadas, área envidraçada das fachadas, e a orientação da edificação em relação ao eixo norte verdadeiro. São usados dados de dias de projeto de verão e inverno segundo a ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) para obter cargas térmicas de refrigeração e aquecimento, e arquivos climáticos para obter os seguintes consumos elétricos anuais: do sistema de condicionamento de ar, das lâmpadas e total. Visando reduzir o consumo elétrico das lâmpadas da edificação e assim promover um uso racional da energia elétrica, é modelado um sistema de controle automático da potência das lâmpadas, o qual é comparado com o tradicional sistema liga/desliga das lâmpadas. Também é feita uma análise econômica comparativa entre estes dois tipos de controle de potência das lâmpadas, onde se verifica se há vantagem econômica em aliar a utilização de películas nos vidros das fachadas da edificação O estresse térmico em vidros, caracterizado pelo surgimento de trincas ou até mesmo ruptura devido ao aparecimento de consideráveis diferenças de temperatura em seu interior, é avaliado observando a evolução da temperatura média das faces externa e interna dos vidros ao longo de um dia de projeto de verão. Os resultados mostram que as orientações e os tipos de vidro alteram sensivelmente tanto a potência requerida pelo sistema de condicionamento de ar quanto os consumos elétricos anuais do sistema de condicionamento de ar, das lâmpadas e total; o sistema de controle automático da potência das lâmpadas revela um grande potencial de redução do consumo elétrico anual das lâmpadas e um pequeno potencial de redução da potência requerida pelo sistema de condicionamento de ar; a análise econômica mostra que a utilização de película nos vidros é economicamente viável em boa parte dos casos avaliados; e a comparação da temperatura da face interna dos vidros estudados mostra diferenças significativas.

A presente dissertação de mestrado apresenta um método numérico de solução de um transiente periódico típico que ocorre em estufas com cobertura plástica utilizadas na agricultura. Em regiões que apresentam baixas temperaturas em períodos do inverno, tem-se um decaimento da produção, ou mesmo a destruição dos vegetais. É apresentada uma simulação de um sistema de baixo custo financeiro, visando a melhora da situação de inverno. Com a intenção de reduzir os picos de temperatura negativos que ocorrem durante algumas noites, foi adotada uma solução que visa aumentar a quantidade de calor armazenado durante o dia para que ele possa ser utilizado durante a noite. Ela consiste em armazenadores de calor em forma sensível: água contida em tonéis de 200 l, introduzidos no interior da estufa. A razão de aspecto da estufa, relação comprimento largura, é 5:1. A estufa possui altura média de 3 m e o solo é considerado até 1m de profundidade. A abordagem numérica é realizada através do Método dos Volumes Finitos, sendo realizada em forma transiente não linear, bidimensional e cartesiana. A temperatura externa e a radiação solar são introduzidas com passo de tempo de 15 min, e com período de 24 h. O modelo de turbulência - para baixos números de Reynolds foi adotado para resolver a convecção natural turbulenta. Utiliza-se o modelo de Jones e Launder, 1972 modificado por Henkes et. al., 1991. O presente código computacional é validado através de trabalhos da literatura que abordam o estudo de convecção natural turbulenta em cavidades com paredes diferentemente aquecidas. São apresentados resultados para os campos de temperatura, função de corrente e velocidade. É simulada a estufa sem e com a presença dos tonéis. O nível entálpico das massas no interior da estufa é comparado durante o transiente. A presente abordagem é comparada com a empregada em Vielmo e Schneider, 1997, que utiliza um modelo de turbulência simplificado, onde a viscosidade é aumentada adequadamente para simular o escoamento turbulento da mesma estufa. / This dissertation presents a numerical method for the solution of a typical periodic transiente phenomenon that occurs in agricultural plastic covered greenhouses. In regions where there are low temperatures during the winter season, there is a yield reduction or even the total loss of the produce. A low cost system simulation is presented, aiming at a winter season performance improvement. A solution to increase the heat stored during daytime to be used at night was adopted, with the goal of reducing the peaks of negative dawn temperature. It consists in storage for sensible heat: water stored in 200 liters barrels kept in the greehouse. The aspect ratio (length to width relation) of the greenhouse is 5:1. Its average height is 3 meters, and the soil is considered to the depth of 1 meter. The numerical analysis is performed throughout the Finite Volume Method, using a two-dimensional Cartesian nonlinear transient model. External temperature and solar radiation are introduced with a 15 minutes time step within a period of 24 hours. The - turbulence model for low Reynolds numbers was adopted to model the turbulence natural convection. It was used the model of Jones and Launder, 1972, modified by Henkes et al., 1991. This computational code is validated through published solutions of turbulence natural convection in cavities with unequally heated. Results for the temperature, stream function and velocity fields are presented. The greenhouse is simulated both with and without the barrels. The enthalpy level of masses inside the greenhouse is checked during the transient. The present approach is compared to the work of Vielmo and Schneider, 1997, which uses a simplified turbulence modeling in the same greenhouse, where the turbulence is accounted for throughout an adequate increase in the viscosity.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-07-31Bitstream added on 2014-06-13T20:06:30Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_ec_dr_araiq.pdf: 1115806 bytes, checksum: 386a1fe79443dfc59b7936e69cc0b5e7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foram sintetizados os 4-metoxibenzoatos de lantanídeos e ítrio trivalentes e no estado sólido. Esses compostos foram caracterizados e estudados utilizando-se as técnicas de análise elementar, complexometria, difratometria de raios x pelo método do pó, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, termogravimetria-análise térmica diferencial simultânea (TG-DTA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados permitiram obter informações sobre a estequiometria, desidratação, transformação polimórfica (transição de fase), modo de coordenação, comportamento térmico e decomposição térmica. / Solid 4-methoxybenzoates of trivalent lanthanides and yttrium have been synthesized. Elemental analysis, complexometry, X-ray powder diffractometry, infrared spectroscopy, simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA), and differential scanning calorimetry (DSC) were used to characterize and to study the thermal behaviour of these compounds. The results led to information about the composition, dehydration, polymorphic transformation (phase transition), coordination mode, thermal behaviour and thermal decomposition of the isolated compounds.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência que alguns parâmetros físicos têm no desempenho termoenergético de uma edificação com um sistema de condicionamento de ar do tipo expansão direta, e visa auxiliar na busca por soluções que aumentem a eficiência energética das construções brasileiras. Para tal foi utilizado o programa simulador EnergyPlus, onde são estudados casos em que se alteram os seguintes parâmetros físicos: localização geográfica, tipo de vidro utilizado nas fachadas, área envidraçada das fachadas, e a orientação da edificação em relação ao eixo norte verdadeiro. São usados dados de dias de projeto de verão e inverno segundo a ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) para obter cargas térmicas de refrigeração e aquecimento, e arquivos climáticos para obter os seguintes consumos elétricos anuais: do sistema de condicionamento de ar, das lâmpadas e total. Visando reduzir o consumo elétrico das lâmpadas da edificação e assim promover um uso racional da energia elétrica, é modelado um sistema de controle automático da potência das lâmpadas, o qual é comparado com o tradicional sistema liga/desliga das lâmpadas. Também é feita uma análise econômica comparativa entre estes dois tipos de controle de potência das lâmpadas, onde se verifica se há vantagem econômica em aliar a utilização de películas nos vidros das fachadas da edificação O estresse térmico em vidros, caracterizado pelo surgimento de trincas ou até mesmo ruptura devido ao aparecimento de consideráveis diferenças de temperatura em seu interior, é avaliado observando a evolução da temperatura média das faces externa e interna dos vidros ao longo de um dia de projeto de verão. Os resultados mostram que as orientações e os tipos de vidro alteram sensivelmente tanto a potência requerida pelo sistema de condicionamento de ar quanto os consumos elétricos anuais do sistema de condicionamento de ar, das lâmpadas e total; o sistema de controle automático da potência das lâmpadas revela um grande potencial de redução do consumo elétrico anual das lâmpadas e um pequeno potencial de redução da potência requerida pelo sistema de condicionamento de ar; a análise econômica mostra que a utilização de película nos vidros é economicamente viável em boa parte dos casos avaliados; e a comparação da temperatura da face interna dos vidros estudados mostra diferenças significativas.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-09-03T18:20:27Z No. of bitstreams: 1 2018_MarianaMoronariMonteiro.pdf: 3966672 bytes, checksum: 915e17bd9ebae5b0b37e00ceeafb3002 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-09-10T21:37:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_MarianaMoronariMonteiro.pdf: 3966672 bytes, checksum: 915e17bd9ebae5b0b37e00ceeafb3002 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T21:37:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_MarianaMoronariMonteiro.pdf: 3966672 bytes, checksum: 915e17bd9ebae5b0b37e00ceeafb3002 (MD5) Previous issue date: 2018-09-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ). / O armazenamento de energia térmica vem sendo considerado como uma viável solução para reduzir os problemas associados à natureza intermitente e variável dos recursos renováveis. Os materiais utilizados nos sistemas de armazenamento térmico de calor latente são denominados materiais de mudança de fase (PCM), os quais armazenam e liberam energia durante sua mudança de fase. As ceras de palma, soja e carnaúba foram estudadas neste trabalho como bio materiais de mudança de fase e suas propriedades termofísicas foram determinadas por meio da metodologia experimental T-History. Um aparato experimental foi desenvolvido para a obtenção do histórico de temperatura dos materiais analisados. A parafina eicosano, por ser um material amplamente estudado no meio cientíco e possuir suas propriedades termofísicas definidas e reportadas na literatura, também foi caracterizada neste trabalho para validar tanto o sistema de medição quanto a metodologia utilizada. O método T-History original e modificado foram aplicados para a comparação dos resultados obtidos por diferentes metodologias de análise. A influência da taxa de resfriamento sobre comportamento térmico dos materiais e sobre o valor das propriedades calculadas foi analisada por meio do uso de diferentes ambientes de resfriamento. Baseando-se nos resultados apresentados, o método T-History original foi apropriado para a caracterização termofísica do eicosano e sua aplicação gerou resultados consistentes, apresentando boa concordância com os valores reportados na literatura. Em geral, os comportamentos térmicos das ceras vegetais estudadas foram diferentes. Dentre as ceras vegetais estudadas no trabalho, a cera de carnaúba do tipo 4 apresentou o maior calor latente de fusão e as ceras de carnaúba tipo 3 e de soja apresentaram os maiores valores para condutividade térmica. Por meio dos ensaios realizados em diferentes ambientes de resfriamento, verificou-se experimentalmente que de fato o aumento da taxa de resfriamento influenciou os dados obtidos, resultando em grandes desvios e baixa precisão na determinação das propriedades termofísicas dos PCMs. Devido à escassez de dados referentes ao uso da metodologia T-History para a determinação das propriedades das ceras vegetais, foi difícil identificar qual o método de análise mais apropriado para a caracterização das ceras. No entanto, como o método modificado foi desenvolvido especificamente para analisar materiais que não apresentam sua mudança de fase em um patamar bem definido, ele se tornou mais adequado para a determinação das propriedades termofísicas das ceras vegetais estudadas este trabalho. Apesar do método modificado possuir limitações, ele apresentou grandes avanços com relação à metodologia T-History original. / Thermal energy storage has been considered as a viable solution to reduce the problems associated with the intermittent and variable nature of renewable resources. The materials used in the latent heat storage systems are called phase change materials (PCMs), which store and release energy during their phase change. The palm, soybean and carnauba waxes were studied in this work as bio phase change materials and their thermophysical properties were determined using the T-History methodology. An experimental apparatus was developed to obtain the temperature history of the analyzed materials. Eicosano paraffin, because it is a material widely studied in the scientific milieu and has its defined thermophysical properties and reported in the literature, was also characterized in this work to validate both the measurement system and the methodology used. The original and modified T-History method were applied to compare the results obtained by different analysis methodologies. The influence of the cooling rate on the thermal behavior of the materials and on the value of the calculated properties was analyzed through the use of different cooling environments. Based on the presented results, the original T-History method was appropriate for the thermophysical characterization of eicosano and its application generated consistent results, presenting good agreement with the values reported in the literature. In general, the thermal behavior of the studied vegetable waxes was different. Among the vegetable waxes studied in the study, carnauba type 4 wax presented the highest latent heat of fusion and the waxes of carnauba type 3 and soybean had the highest values for thermal conductivity. By means of the tests performed in different cooling environments, it was verified that in fact the increase in the cooling rate influenced the obtained data, resulting in large deviations and low precision in the determination of the thermophysical properties of the PCMs. Due to the lack of data regarding the use of the T-History methodology to determine the properties of vegetable waxes, it was difficult to identify the most appropriate method of analysis for the characterization of waxes. However, because the modified method was specifically developed to analyze materials that did not present their phase change at a well defined level, it became more suitable for the determination of the thermophysical properties of the vegetable wax studied in this work. Although the modified method has limitations, it has made great strides in relation to the original T-History methodology.