Resumo

A busca da melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área da aciaria. Neste trabalho foram estudados os fatores que dificultam o controle da temperatura do aço líquido dentro das faixas objetivadas para o lingotamento contínuo. Esse descontrole tende a afetar negativamente a qualidade do aço. A exigência crescente é pelo controle em faixas cada vez mais restritas, necessitando para tal, um controle rígido da temperatura nas etapas do refino secundário que antecedem o lingotamento. Este trabalho buscou identificar as causas do descontrole de temperaturas mediante a observação “in loco” do processo da aciaria e propor soluções tecnológicas específicas, visto que cada aciaria tem as suas peculiaridades. Para tanto, desenvolveu-se um método para garantir a qualidade das informações do processo e a utilização dessas na previsão das perdas térmicas do aço líquido durante a etapa de desgaseificação e lingotamento contínuo. Um modelo matemático das panelas, desenvolvido e calibrado com dados obtidos na planta, é apresentado como uma solução para a estabilização das perdas térmicas que ocorrem para os refratários das panelas. Por fim, um sistema de aquecimento das válvulas submersas do distribuidor do lingotamento contínuo é proposto, ensaiado e aprovado com ótimos resultados. Todas as soluções encontradas estão sendo diretamente implementadas na aciaria.

Orientador: Ricardo Tokio Higuti / Coorientador: Edvaldo Assunção / Banca: Rodrigo Cardim / Banca: Joaquim Miguel Maia / Resumo: Sistemas de controle de temperatura são necessários em diversos setores da indústria e pesquisa científica. Neste trabalho propõe-se um sistema de controle de temperatura para líquidos, que será utilizado em uma célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom. O sistema de controle tem como requisito atingir uma variação máxima de 0,01C em regime permanente. Os atuadores térmicos empregados são células de efeito Peltier e utilizam-se circuitos de potência do tipo ponte H para injetar ou retirar calor do objeto de interesse. São utilizados sensores de temperatura do tipo resistivos (RTDs), que são lineares e muito utilizados na indústria como referência para medição de temperatura. É utilizado um controlador proporcional, integral e derivativo (PID) digital, sintonizado a partir de um experimento em que o sistema é realimentado através de um controlador do tipo relé. A partir dos resultados desse experimento utilizam-se métodos diretos, como o de Ziegler-Nichols, para a sintonização dos coeficientes. Em seguida um ajuste fino é feito a partir dos coeficientes gerados por esses métodos. Um controlador PID capaz de atingir as meta de variação máxima de 0,01C é implementado. Com essa baixa oscilação no regime permanente concluiu-se que é possível realizar medidas de velocidade de fase de ondas de ultrassom propagando-se em água destilada com variação máxima de 0,05 m/s em torno do valor médio / Abstract: Temperature control systems are required in several industry and scientific research areas. This work proposes a liquid temperature control system applied to an ultrasonic mea- surement cell for liquids. The control system requires a maximum steady state deviation of 0,01C. Thermoelectric coolers (TEC) work as thermal actuators with H bridge power circuits to pump heat to or from the object of interest. Resistive temperature detectors (RTD) are used in this work, which are linear and widely used in the industry as temperature measurement reference. A proportional, integral and derivative (PID) digital controller is tuned using relay feedback identification with direct tuning methods, such as Ziegler-Nichols'. To improve the results a fine tuning is implemented from the parameters estimated by the direct methods. A PID controller capable of achieving the 0,01C maximum variation goal is implemented. With this low steady-state oscilation it is possible to measure phase velocity of ultrassound waves in distilled water with maximum variation of 0,05 m/s around the mean value / Mestre

A busca da melhoria de produtos siderúrgicos leva uma atenção especial para a área da aciaria. Neste trabalho foram estudados os fatores que dificultam o controle da temperatura do aço líquido dentro das faixas objetivadas para o lingotamento contínuo. Esse descontrole tende a afetar negativamente a qualidade do aço. A exigência crescente é pelo controle em faixas cada vez mais restritas, necessitando para tal, um controle rígido da temperatura nas etapas do refino secundário que antecedem o lingotamento. Este trabalho buscou identificar as causas do descontrole de temperaturas mediante a observação “in loco” do processo da aciaria e propor soluções tecnológicas específicas, visto que cada aciaria tem as suas peculiaridades. Para tanto, desenvolveu-se um método para garantir a qualidade das informações do processo e a utilização dessas na previsão das perdas térmicas do aço líquido durante a etapa de desgaseificação e lingotamento contínuo. Um modelo matemático das panelas, desenvolvido e calibrado com dados obtidos na planta, é apresentado como uma solução para a estabilização das perdas térmicas que ocorrem para os refratários das panelas. Por fim, um sistema de aquecimento das válvulas submersas do distribuidor do lingotamento contínuo é proposto, ensaiado e aprovado com ótimos resultados. Todas as soluções encontradas estão sendo diretamente implementadas na aciaria.

Venezianas térmicas constituídas por palhetas móveis ou máscaras rotativas sobre uma base irradiadora, são dispositivos de grande eficiência para o controle térmico de satélites artificiais. Este trabalho apresenta uma análise detalhada das características térmicas de uma veneziana térmica. O comportamento térmico da veneziana, definido em termos de sua emitância equivalente, é calculado para diferentes valores do ângulo de abertura das palhetas. Resultados experimentais obtidos com o ensaio do protótipo de uma veneziana térmica para uso espacial, apresentaram boa concordância com as previsões teóricas.

O presente trabalho tem por foco o desenvolvimento e análise do controle térmico do primeiro micro satélite universitário brasileiro, ITASAT-1, de forma que atenda as necessidades impostas em nível de Preliminary Design Review - PDR (revisão de analíse preliminar) do projeto, para tanto foi analisado os casos críticos previstos para o satélite em seu vôo órbital. O presente satélite faz parte do programa ITASAT, que é uma ação conjunta do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), Instituto Nacional de Pesquisa Espacial (INPE) e a Agencia Espacial Brasileira (AEB). Para fazer frente a tal intento foi utilizado o pacote de softwares de análise térmica da C&RTECH que é constituído pelo THERMAL DESKTOP e pelo SINDA/FLUINT, baseado no software AutoCAD. Esse pacote é dedicado para análise de objetos que serão expostos às condições espaciais. O software foi alimentado com os dados da configuração mecânica do satélite, das condições órbitais tais como, a atitude e a altitude do satélite além das cargas térmicas externas e internas a que o satélite estará sujeito. Após gerar tais entradas foi realizado a analíse dos dados de forma a concluir a viabilidade do projeto. O modelo numérico é composto por um sistema de equações obtidas da Lei de Conservação de Energia. Uma malha constituída por aproximadamente 1455 nós foi desenvolvida. A distribuição de temperatura prevista para cada situação crítica foi obtida pela solução deste sistema sobre a malha desenvolvida.

Este artigo apresenta um modelo Simulink para controle de temperatura de cabine para uma aeronave da Aviação Comercial e analisa o comportamento dinâmico da temperatura de cabine em diversas de condições de operação. O modelo inclui os componentes mais importantes do Sistema de Controle Ambiental incluindo a unidade de ar condicionado, a válvula de controle de vazão e válvula de bypass. Diversos casos de estudo são apresentados utilizando o modelo de simulação e os resultados são comparados com dados experimentais de aeronaves similares. O modelo de simulação pode ser usado para avaliar o desempenho do controle de temperatura de cabine e para melhorar o projeto e a funcionalidade dos componentes do Sistema Ambiental em condições transientes. Baseado nesta análise o controlador do Sistema Ambiental pode ser projetado para melhorar o tempo de resposta e a estabilidade do controle de temperatura de cabine.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:13:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262004.pdf: 1294633 bytes, checksum: 44bb2708067928364a321d66e999415c (MD5) / Ensaio é um procedimento experimental de avaliação de características de um produto ou processo. No caso de compressores de refrigeração, uma grande variedade de ensaios é realizada, tanto para desenvolvimento quanto para controle de qualidade. Dentre esses, merece especial atenção o ensaio de desempenho energético, que tem como objetivo determinar capacidade de refrigeração, potência ativa consumida, eficiência isentrópica e coeficiente de performance do compressor. Tais grandezas são as principais informações requeridas por clientes e servem como indicadores fundamentais para o desenvolvimento de novos produtos. Apesar de envolverem uma infra-estrutura de custo bastante elevado, tais ensaios são demorados e geralmente não apresentam alto grau de automação. Este trabalho é parte de um projeto maior, que tem três grandes objetivos: reduzir os tempos de ensaios de compressores, aumentar o nível de automação das bancadas de ensaio e reduzir as incertezas de medição. Sua grande contribuição foi criar ferramentas para melhorar o controle de variáveis críticas, o que contribui de forma direta para as três linhas principais do projeto. Tratou-se mais especificamente de um problema bastante crítico sob os aspectos de tempo demandado para acomodação e de relevância na incerteza de medição do ensaio, que é o controle da temperatura de saída do calorímetro empregado pela bancada de ensaio. Além de ser essencial sob o ponto de vista de aplicação no meio industrial, o estudo realizado apresenta resultados experimentais da aplicação de técnicas de controle preditivo que geralmente são analisadas somente através de simulação. No decorrer do trabalho são abordados aspectos de identificação do modelo, assim como projeto, implementação e análise de robustez dos controladores propostos. Os resultados experimentais de malha fechada foram bastante expressivos e demonstraram o bom desempenho dos controladores implementados, o que levou a ganhos no tempo do ensaio e na incerteza dos resultados medidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-graduação em Geografia, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:00:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273959.pdf: 4133807 bytes, checksum: 3feda2b1bc2565c3827f3e1e3e6c2f9e (MD5) / Neste trabalho procurou-se analisar por meio de imagens de satélite e dados de campo, a ocorrência do fenômeno de ilhas de calor na cidade de Joinville. As imagens analisadas correspondem a períodos distintos a fim de demonstrar a ocorrência do fenômeno em diferentes épocas do ano. Apresentou-se uma caracterização climática da área de estudo, considerando-se para tal os sistemas atuantes na região, a época do ano de ocorrência e os tipos de tempo dominantes. As regiões onde constatou-se o ocorrência do fenômeno de ilhas de calor foram interligadas com o mapeamento do uso do solo e com modelo de produção na região, com isso demonstrou-se que a ocorrência do fenômeno está ligada principalmente a atividades de industrias termotécnicas localizadas em Joinville. O levantamento da ocorrência de ilhas de calor visa subsídiar projetos que tenham como objetivo a minimização deste efeito, melhorando assim a qualidade de vida nas cidades.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-01T11:03:19Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2295571 bytes, checksum: 52b6c6ceefc97d942f545ad3fe0061d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T11:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2295571 bytes, checksum: 52b6c6ceefc97d942f545ad3fe0061d4 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Em condições térmicas desfavoráveis, as aves necessitam ajustar seus padrões comportamentais e fisiológicos, a fim de realizar o balanço de calor. Elementos climáticos como: temperatura e umidade relativa do ar, vento e radiação solar são fatores preponderantes por afetarem diretamente a capacidade produtiva, reprodutiva e de sobrevivência das codornas. Neste sentido, objetivou-se, a partir desta pesquisa, avaliar a performance de um sistema projetado para o controle dos níveis de velocidade do ar, destinado à utilização em experimentos com aves em câmaras climáticas; e avaliar a influência de duas condições de estresse por calor (seco e úmido), combinadas com dois níveis de velocidade do ar (baixa velocidade – 0 m.s -1 e alta velocidade – 2,3 m.s -1 ), nos aspectos comportamentais de codornas japonesas (Coturnix coturnix japonica) em pré-pico de postura. O presente trabalho foi desenvolvido em câmaras climáticas localizadas no Núcleo de Pesquisa em Ambiência e Engenharia de Sistemas Agroindustriais (AMBIAGRO), pertencente ao setor de Construções Rurais e Ambiência do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa. Os resultados obtidos foram reportados em dois capítulos, sendo o primeiro intitulado: “Sistema para o ajuste da velocidade do ar em estudos com aves, em ambiente controlado” e o segundo: “Influência de duas condições de calor e umidade associadas a dois níveis de velocidade do ar sobre o comportamento, desempenho produtivo e variáveis fisiológicas de codornas japonesas”. Em relação à avaliação do protótipo de controle da velocidade do ar, os resultados foram apresentados com base no mapeamento da distribuição espacial do fluxo do ar em toda a gaiola e na região próxima ao comedouro, demonstrando características de intensidade de fluxo semelhantes para as gaiolas submetidas ao mesmo nível de velocidade. Não houve diferença significativa (P>0,05) na diferença média pareada dos dados aferidos para a porção frontal dos pares de gaiolas com níveis de velocidade similares. Verificou-se correlação significativa (P<0,001) entre os dados de velocidade do ar mensurados nas gaiolas submetidas à mesma velocidade do ar. A partir dos resultados da análise da influência da interação “ambiente térmico versus velocidade do ar” sobre o comportamento, desempenho produtivo e temperatura média superficial das codornas, conclui-se que os padrões comportamentais das aves no que diz respeito ao ato de COMER e FICAR PARADO apresentaram diferenças estatísticas significativas na interação entre os dois fatores (P<0,05). Já para a categoria BEBER, houve diferenças significativas em ambos os fatores, avaliados isoladamente (P<0,05), contudo a interação dos mesmos não foi significativa. O padrão comportamental FICAR ATIVO apresentou diferença estatística somente no fator ambiente térmico (P<0,05), e para o padrão comportamental que representa expressões de conforto, ABRIR ASAS/ ARREPIAR, notou-se que não houve diferença significativa entre os tratamentos (P>0,05). Em relação às variáveis de desempenho produtivo das codornas, não houve influência significativa de fatores principais ou sua interação (P>0,05) sobre o consumo de ração, massa de ovos e conversão alimentar. Por outro lado, os diferentes ambientes térmicos afetaram significativamente o consumo de água (P=0,003). Houve aumento significativo de 29% e 48% no consumo de água das aves expostas ao calor seco e calor úmido, respectivamente, quando comparadas ao ambiente termoneutro. Contudo o fator “velocidade do ar” e a interação entre ambos (ambiente térmico x velocidade do ar) não afetaram este parâmetro (P>0,05). Observou-se ainda que tanto o ambiente térmico quanto a velocidade do ar influenciaram significativamente (P<0,05) na variação da temperatura superficial média (TSM) das codornas, com aumento de aproximadamente 13,5°C na TSM para ambas as condições de estresse por calor, quando comparadas à condição de termoneutralidade; e pela redução de 1,5°C na TSM de aves submetidas a altas velocidades em relação àquelas expostas a baixos valores deste fator. / Under unfavorable thermal conditions, poultry need to adjust their behavioral and physiological patterns in order to maintain a heat balance. Environmental influences such as temperature, relative humidity, wind and radiation are important factors that directly affect the productive capacity, reproduction and survival of quails. This study aimed to evaluate the performance of a system designed for air velocity control, intended for use in experiments with birds in climate chambers; and to evaluate the influence of two conditions of heat stress (dry and wet), combined with two air velocity levels (low speeds - 0 m.s -1 , and high speeds – 2.3 m.s -1 ) on the behavioral aspects of Japanese quail (Coturnix coturnix japonica) in pre-peak of posture. This study was conducted in climatic chambers located in Center for Research in Environment and Agroindustrial Systems Engineering (AMBIAGRO) belonging to the sector of Rural Buildings and Environment of Department of Agricultural Engineering of Federal University of Viçosa. The results were reported in two sections, the first entitled "Variable Velocity System for Evaluating Effects of Air Velocity on Japanese Quail" and second "Influence of two heat and humidity conditions combined with two air velocity levels on behavior, productive performance and physiological variables of Japanese quails. " Regarding the evaluation of the air velocity control prototype, results were presented by mapping the spatial distribution of air flow across the cage and in the region closest to the feeder, showing characteristics similar for flow to the cages subjected to same level of speed. There was no significant difference (P>0.05) in mean paired difference between the measured data for the front portion of the pairs of cages with similar air velocity set points. A significant correlation was found (P<0.001) between measured air velocity data in cages subjected to the same treatment. From the results of the influence of the interaction "thermal environment x air speed" on behavior, production performance and average surface temperature of the quails, it can be concluded that the categories EATING and STOPPED/RESTING show statistically significant differences in the interaction between two factors (P<0.05). As for DRINKING category, there were significant differences in the behavior of birds for the two main factors (thermal environment and air velocity) (P<0.05), but their interaction was not significant. The category ACTIVE was statistically significant for thermal environment (P<0.05) but for OPEN WINGS/BRISTLE there was no significant difference between treatments (P>0.05). Regarding the quails' performance variables, there was no significant influence of main factors and their interaction (P>0.05) on feed intake, egg mass and feed conversion. On the other hand, different thermal environments significantly affected the water intake (P=0.003). There was a significant increase of 29% and 48% in water consumption of poultry exposed to dry heat and moist heat, respectively, when compared to the thermoneutral environment. However, the factor air speed and the interaction between them (thermal environment x speed air) did not affect this parameter (P>0.05). It was also observed that both the thermal environment as the airspeed influenced significantly (P<0.05) in the average surface temperature variation of the quails, an increase of approximately 13.5°C at average surface temperature for both conditions of heat stress when compared to the thermoneutral condition; and a reduction of 1.5°C in the TSM birds subjected to high speeds compared to those exposed to low values of this factor.