Neste trabalho simula-se numericamente o escoamento entre tubos concêntricos aletados, com o tubo interno sujeito à condição de contorno de temperatura constante ou fluxo de calor prescrito. Utiliza-se uma abordagem de transferência de calor conjugada onde a condução no sólido e a convecção no fluído são estudadas de forma acoplada, em um único domínio. O sistem original de equações diferenciais parciais (continuidade, quantidade de movimento, energia e modelo de turbulência) é discretizado através da técnica de elementos finitos (método de Petrov-Galerkin). O sistema de equações algébricas resultante é resolvido por meio de algoritmos interativos, utilizando uma formulação agregada e seqüencial ( onde cada grandeza é resolvida separadamente ao invés de uma solução simultânea para todas as variáveis). Os resultados mostram que a relação altura/espaçamento das aletas e a razão entre as condutividades térmicas do sólido/fluido influenciam significativamente nas trocas de calor com o fluido.Verifica-se também a ocorrência de bolhas de recirculação secundáriano escoamento e regiões com fluxo de calor local reverso. Os resultados obtidos para o número de Nusselt mostram que a variação da condição de contorno na superfície interna do tubo (valores prescritos para fluxo de calor e temperatura) é mais relevante no caso do escoamento laminar do que em regime turbulento. Além disso, através da comparação entre a abordagem conjugada bidimensional e a formulação desacoplada unidimensional (coeficiente de convecção constante e uniforme na interface sólido-fluido) confirma-se a validade da abordagem convencional para analisar a performance do trocador de calor. Contudo, os dados obtidos via formulação desacoplada para prever a distribuição de temperaura nas aletas apresentam grandes divergências quando comparados com os resultados da abordagem conjugada.

This work applies the volume-average mathematical operator over the buoyancy terms in the flow equations governing turbulent flow. Volume averaging is taken on both mean and turbulent fields. Derivations are carried out under the recently established double-decomposition concept. Results show that additional buoyancy generation term appears if both averaging procedures are applied simultaneously. Final modeled equations are based on a macroscopic k-e model for porous media. Results are compared with numerical data when available in the literature.

Resumo: Para determinar como se inicia a convecção na região sudoeste da Amazônia, foram analisados dados do TRMM/LBA (Tropical Rainfall Measuring Mission / Large-scale Biosphere Atmosphere). A base para determinar onde e quando a convecção iniciou foi o radar banda-S, com polarização dual (S-Pol), do National Center for Atmospheric Research (NCAR). Utilizaram-se, adicionalmente, dados do canal visível do satélite GOES-8 para identificar piscinas frias produzidas pela precipitação convectiva. Essas informações, em conjunto com dados topográficos de alta resolução, foram utilizadas na determinação dos mecanismos possíveis de disparos da convecção. A elevação do terreno na área de estudo varia de 100 a 600m. Este estudo apresenta os resultados de 5 de fevereiro de 1999. Um total de 315 tempestades iniciou-se dentro do raio de 130km do radar S-Pol. Nesse dia, classificado como de fraco regime de monção, a convecção desenvolveu-se em resposta ao ciclo diurno do aquecimento solar. Cúmulos rasos espalhados durante a manhã desenvolveram-se em convecção profunda no início da tarde. As tempestades tiveram início após as 11h, com um pico de iniciação entre 15 e 16h. As causas de início de tempestades foram classificadas em 4 categorias. O modo mais comum de iniciação foi o levantamento forçado por frente de rajada (36%). A categoria, que inclui forçantes topográficas (>300m), sem a influência de nenhum outro mecanismo, é responsável por 21% das iniciações e a colisão de frentes de rajada por 16%. Nos 27% restantes, não foi possível a identificação de nenhum mecanismo. O exame de todos os dias do experimento TRMM/LBA mostrou que o dia estudado em detalhe foi representativo de muitos outros dias. Um modelo conceitual para o início e a evolução de tempestades é apresentado. Esses resultados, que devem ter implicações para outros... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract : Radar and satellite data from the Tropical Rainfall Measuring Mission / Large-scale Biosphere Atmosphere (TRMM/LBA) project have been examined to determine causes for convective storm initiation in the southwest Amazon region. The locations and times of storm initiation were based on the National Center for Atmospheric Research (NCAR) S-band dual-polarization Doppler radar (S-Pol). Both the radar and GOES-8 visible data were used to identify cold pools produced by convective precipitation. This data along with high-resolution topographic data were used to determine possible convective storm triggering mechanisms. The terrain elevation varied from 100 - 600 m. Tropical forests cover the area with numerous clear cut areas used for cattle grazing and farming. This study presents the results from 5 February 1999. A total of 315 storms initiated within 130 km of the S-Pol radar. This day was classified as a weak monsoon regime where convection developed in response to the diurnal cycle of solar heating. Scattered shallow cumulus during the morning developed into deep convection by early afternoon. Storm initiation began about 1100 LST and peaked around 1500-1600 LST. The causes of storm initiation were classified into 4 categories. The most common initiation mechanism was caused by forced lifting by a gust front (36%). Forcing by terrain (>300 m) without any other triggering mechanism accounted for 21% of the initiations and colliding gust fronts 16%. For the remaining 27% a triggering mechanism was not identified. Examination of all days during TRMM/LBA showed that this one detailed study day was representative of many days. A conceptual model of storm initiation and evolution is presented. The results of this study should have implications for other locations when synoptic scale forcing mechanisms are at a minimum... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: João Francisco Escobedo / Coorientador: Maria Assunção Faus da Silva Dias / Banca: Nelson de Jesus Ferreira / Banca: Roberto Vicente Calheiros / Banca: Oswaldo Massambani / Banca: Jonas Teixeira Nery / Doutor

Estágio realizado na F. Ramada, e orientado pelo Eng. António Paulo Cerqueira Duarte / Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-07T18:37:36Z No. of bitstreams: 1 MAURÍCIO REBOUÇAS ROCHA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 16677882 bytes, checksum: 6a23ed22032f61efa89e31633fb7845c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAURÍCIO REBOUÇAS ROCHA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 16677882 bytes, checksum: 6a23ed22032f61efa89e31633fb7845c (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / CNPq / A Baixa do Noroeste Argentino (BNOA) é uma baixa pressão termo-orográfica que é separada dos ventos de oeste de latitudes médias por uma Sela no campo de pressão, denominada de Sela da Argentina. A formação e intensificação da BNOA geram ventos mais intensos de norte a leste dos Andes que transportam calor e umidade para os subtrópicos sul-americanos. A formação da Sela da Argentina preconiza máxima frontogênese, máximo gradiente de temperatura potencial equivalente e máxima advecção fria, o que acarreta em máximos de precipitação no entorno da Sela. Visto esses cenários já descritos pela literatura, o presente trabalho seguiu três vertentes de estudos de caso de verão para investigar o papel da BNOA e da Sela da Argentina no transporte de umidade e para a formação de sistemas convectivos de mesoescala (SCM) e de um mesociclone nos subtrópicos da América do Sul. Para isso, foram utilizados dados de reanálise ERA-interim (ECMWF), dados de precipitação do TRMM e imagens de satélite (GOES-13) para nebulosidade. Foi possível identificar e classificar a elevada (baixa) variação da intensidade da BNOA e da magnitude do gradiente zonal do geopotencial sobre grande parte da Argentina entre 2 e 3 de janeiro de 2016 (entre 23 e 24 de janeiro de 2016) como sendo um caso de forte (fraco) ciclo diurno. Para o caso de fraco ciclo diurno, a permanência da BNOA durante a noite permitiu que o vento fosse acelerado geostroficamente, gerando um transporte supergeostrófico de umidade a sudeste da Baixa, o que acarretou em chuvas nos extratrópicos. Nesse caso, o gradiente zonal do geopotencial foi progressivamente intensificado ao longo do dia e aquela Baixa esteve acoplada a um cavado ao sul. Para o caso de forte ciclo diurno, o transporte de umidade foi predominantemente subgeostrófico e as chuvas associadas estiveram mais ao norte e leste da BNOA. Nesse caso, foram observados menores valores, a partir de um limiar, do máximo transporte de umidade em relação ao caso anterior. Na segunda vertente do trabalho, foi verificado que a presença da Sela da Argentina constituiu um aspecto importante para formação de células convectivas entre 21 e 23 de dezembro de 2015. Essa Sela favoreceu contraste máximo de temperatura e umidade, e convergência dos ventos em baixos níveis. Adicionalmente a isso, a Sela da Argentina propiciou com que mecanismos em baixos níveis favoráveis a convecção entrassem em fase. Situação semelhante sobre a funcionalidade da Sela da Argentina ocorreu em 18 de dezembro de 2015, quando essa Sela propiciou contraste intenso de massas de ar num ambiente baroclínico sob uma atmosfera que foi previamente alimentada de calor e umidade. Nesse mesmo dia foi notada uma pré-condição da rotação dos ventos e a consequente formação de um mesociclone nos subtrópicos sul-americanos. Esse caso constituiu a terceira vertente de estudo do presente trabalho. / The Northwestern Argentinean Low (NAL) is a low thermo-orographic pressure separated of the western winds of middle latitudes by a col in the pressure field, called Argentinean Col. The formation and intensification of NAL generate winds from the north more intense in the east side Andes Cordillera and this winds transport heat and moisture to the South American subtropics. The formation of the Argentinean Col preced maximum frontogenesis, maximum equivalent potential temperature gradient and maximum cold air advection, which results in rainfall in the neighborhood of Argentinean Col. From these scenarios already described in literature, the present work followed three strands of summer studies case for investigated the role of NAL and Argentinean Col in transport moisture and for the formation of mesoscale convective systems (MSC) and of a mesocyclone in the subtropics of South America. For this, were used data from ERA-interim (ECMWF), TRMM precipitation data, and satellite images (GOES-13) for cloudiness. The high (low) variation of NAL intensity and the magnitude of geopotential zonal gradient in much of Argentina between was identified in January 2 and 3 of the year 2016 (between January 23 and 24 of the year 2016) and classified as a case of strong (weak) diurnal cycle. In the case of weak diurnal cycle, the NAL permanence during the night and it generates winds accelerated geostrophically, that generate a supergeostrophic transport moisture to the southeast of the NAL, which it resulted in rainfall in extratropics. In this case, the zonal gradient of geopotential progressively was intensified throughout the day and the NAL was coupled with a trough from the south. In the case of a strong diurnal cycle, moisture transport predominantly was subgeostrophic and the rains associated were more to the north and east of the NAL. In this case, lower values of maximum transport moisture were observed, from a threshold, in comparation to the strong diurnal cycle case. The second part of this work was verified that the presence of the Argentinean Col was an important feature for the formation of convective cells ocurred between December 21 and 23, of the year 2015. The Argentinean Col favored maximum temperature and moisture contrast, and convergence of winds at low levels. In addition to this, the AC favored mechanisms at low levels were important to convection enter into phase. Similar situation of the Argentinean Col role occurred on December 18 of year 2015, when this col favored intense contrast of air masses in a baroclinic zone and in the atmosphere that was previously fed with heat and moisture. In the same day, the rotation of the winds was verified as precondition for a consequent formation of a mesocyclone in the South American subtropics. This case constituted the third study strand of the present work.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2012 / Bibliografia: f. 95-97 / A demanda mundial por energia para climatização de ambientes é crescente e muitas vezes é utilizada de forma ineficiente, devido ao superdimensionamento dos sistemas de climatização, e além disso, os ocupantes nem sempre se sentem confortáveis termicame / The global demand of energy for room climatization is increasing and sometimes it is used in an inefficient way, due to the overestimation of air conditioning systems, and besides of that, the occupants are not always thermically comfortable, because of

Atualmente na indústria alimentícia é comum a efetivação do processo de pasteurização em túneis, onde um fluido, geralmente água, é utilizado para transferir para o produto a energia térmica necessária. Por causa disso, um dos fatores importantes deste procedimento é a maneira como este fluido é aspergido por sobre o produto a ser pasteurizado. Existem diversas maneiras de fazer esta aspersão, cada uma com as suas características e eficiência no que diz respeito à transferência de energia no processo de pasteurização. O objetivo deste trabalho é avaliar diferentes modelos de esguichos utilizados em túneis de pasteurização de cerveja. Para isso é montada uma bancada para a realização ensaios que avaliem uma das etapas do processo de pasteurização da cerveja, onde são instalados os exemplares dos esguichos e uma garrafa de 600 ml de cerveja instrumentada. Todos os testes são realizados com os mesmos parâmetros (vazão e temperatura do fluido), somente alternando os modelos de esguichos. Usa-se a ANOVA para a comparação dos tempos de aquecimento do fluido interno e calcula-se o número de Nusselt para a convecção interna na garrafa para a avaliação dos esguichos. O resultado encontrado mostra uma independência do desempenho do processo de aquecimento em relação à alteração de modelo de esguicho para três dos quatro modelos avaliados e o último apresenta um desempenho pior. / Nowadays, in the food industry, it is usual to carry out the pasteurization process in pasteurization tunnels, where a fluid, generally water, is used to transfer the required thermal energy to the product. Because of this, one of the most important aspects of this procedure is how the fluid is sprinkled on the product that needs to be pasteurized. There are many ways to do this, each one has its own characteristics and efficiency regarding the energy transfer to the pasteurization process. The objective of this work is to evaluate distinct spray models that are used in pasteurization tunnels for beer. For this, a workbench is built to carry out experiences that evaluate one of the stages of the beer pasteurization process, where spray models are installed and an instrumented 600 ml bottle beer is used. All the tests are performed using the same specifications (flow rate and fluid temperature), just varying the spray models. ANOVA, to compare the heating times of the internal fluid, and the Nusselt number of the internal convection are used for the sprays evaluation. The result shows the independence of the performance with regard to the change of the spray model for three of the four tested models and the latter shows a worse performance.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-09Bitstream added on 2014-06-13T20:02:24Z : No. of bitstreams: 1 lima_ma_dr_botfca.pdf: 6910754 bytes, checksum: 12da98a63ff4ae3c0c8a93b721f86f4f (MD5) / Outros / Para determinar como se inicia a convecção na região sudoeste da Amazônia, foram analisados dados do TRMM/LBA (Tropical Rainfall Measuring Mission / Large-scale Biosphere Atmosphere). A base para determinar onde e quando a convecção iniciou foi o radar banda-S, com polarização dual (S-Pol), do National Center for Atmospheric Research (NCAR). Utilizaram-se, adicionalmente, dados do canal visível do satélite GOES-8 para identificar piscinas frias produzidas pela precipitação convectiva. Essas informações, em conjunto com dados topográficos de alta resolução, foram utilizadas na determinação dos mecanismos possíveis de disparos da convecção. A elevação do terreno na área de estudo varia de 100 a 600m. Este estudo apresenta os resultados de 5 de fevereiro de 1999. Um total de 315 tempestades iniciou-se dentro do raio de 130km do radar S-Pol. Nesse dia, classificado como de fraco regime de monção, a convecção desenvolveu-se em resposta ao ciclo diurno do aquecimento solar. Cúmulos rasos espalhados durante a manhã desenvolveram-se em convecção profunda no início da tarde. As tempestades tiveram início após as 11h, com um pico de iniciação entre 15 e 16h. As causas de início de tempestades foram classificadas em 4 categorias. O modo mais comum de iniciação foi o levantamento forçado por frente de rajada (36%). A categoria, que inclui forçantes topográficas (>300m), sem a influência de nenhum outro mecanismo, é responsável por 21% das iniciações e a colisão de frentes de rajada por 16%. Nos 27% restantes, não foi possível a identificação de nenhum mecanismo. O exame de todos os dias do experimento TRMM/LBA mostrou que o dia estudado em detalhe foi representativo de muitos outros dias. Um modelo conceitual para o início e a evolução de tempestades é apresentado. Esses resultados, que devem ter implicações para outros... / Radar and satellite data from the Tropical Rainfall Measuring Mission / Large-scale Biosphere Atmosphere (TRMM/LBA) project have been examined to determine causes for convective storm initiation in the southwest Amazon region. The locations and times of storm initiation were based on the National Center for Atmospheric Research (NCAR) S-band dual-polarization Doppler radar (S-Pol). Both the radar and GOES-8 visible data were used to identify cold pools produced by convective precipitation. This data along with high-resolution topographic data were used to determine possible convective storm triggering mechanisms. The terrain elevation varied from 100 – 600 m. Tropical forests cover the area with numerous clear cut areas used for cattle grazing and farming. This study presents the results from 5 February 1999. A total of 315 storms initiated within 130 km of the S-Pol radar. This day was classified as a weak monsoon regime where convection developed in response to the diurnal cycle of solar heating. Scattered shallow cumulus during the morning developed into deep convection by early afternoon. Storm initiation began about 1100 LST and peaked around 1500-1600 LST. The causes of storm initiation were classified into 4 categories. The most common initiation mechanism was caused by forced lifting by a gust front (36%). Forcing by terrain (>300 m) without any other triggering mechanism accounted for 21% of the initiations and colliding gust fronts 16%. For the remaining 27% a triggering mechanism was not identified. Examination of all days during TRMM/LBA showed that this one detailed study day was representative of many days. A conceptual model of storm initiation and evolution is presented. The results of this study should have implications for other locations when synoptic scale forcing mechanisms are at a minimum... (Complete abstract click electronic access below)

Atualmente na indústria alimentícia é comum a efetivação do processo de pasteurização em túneis, onde um fluido, geralmente água, é utilizado para transferir para o produto a energia térmica necessária. Por causa disso, um dos fatores importantes deste procedimento é a maneira como este fluido é aspergido por sobre o produto a ser pasteurizado. Existem diversas maneiras de fazer esta aspersão, cada uma com as suas características e eficiência no que diz respeito à transferência de energia no processo de pasteurização. O objetivo deste trabalho é avaliar diferentes modelos de esguichos utilizados em túneis de pasteurização de cerveja. Para isso é montada uma bancada para a realização ensaios que avaliem uma das etapas do processo de pasteurização da cerveja, onde são instalados os exemplares dos esguichos e uma garrafa de 600 ml de cerveja instrumentada. Todos os testes são realizados com os mesmos parâmetros (vazão e temperatura do fluido), somente alternando os modelos de esguichos. Usa-se a ANOVA para a comparação dos tempos de aquecimento do fluido interno e calcula-se o número de Nusselt para a convecção interna na garrafa para a avaliação dos esguichos. O resultado encontrado mostra uma independência do desempenho do processo de aquecimento em relação à alteração de modelo de esguicho para três dos quatro modelos avaliados e o último apresenta um desempenho pior. / Nowadays, in the food industry, it is usual to carry out the pasteurization process in pasteurization tunnels, where a fluid, generally water, is used to transfer the required thermal energy to the product. Because of this, one of the most important aspects of this procedure is how the fluid is sprinkled on the product that needs to be pasteurized. There are many ways to do this, each one has its own characteristics and efficiency regarding the energy transfer to the pasteurization process. The objective of this work is to evaluate distinct spray models that are used in pasteurization tunnels for beer. For this, a workbench is built to carry out experiences that evaluate one of the stages of the beer pasteurization process, where spray models are installed and an instrumented 600 ml bottle beer is used. All the tests are performed using the same specifications (flow rate and fluid temperature), just varying the spray models. ANOVA, to compare the heating times of the internal fluid, and the Nusselt number of the internal convection are used for the sprays evaluation. The result shows the independence of the performance with regard to the change of the spray model for three of the four tested models and the latter shows a worse performance.

Atualmente na indústria alimentícia é comum a efetivação do processo de pasteurização em túneis, onde um fluido, geralmente água, é utilizado para transferir para o produto a energia térmica necessária. Por causa disso, um dos fatores importantes deste procedimento é a maneira como este fluido é aspergido por sobre o produto a ser pasteurizado. Existem diversas maneiras de fazer esta aspersão, cada uma com as suas características e eficiência no que diz respeito à transferência de energia no processo de pasteurização. O objetivo deste trabalho é avaliar diferentes modelos de esguichos utilizados em túneis de pasteurização de cerveja. Para isso é montada uma bancada para a realização ensaios que avaliem uma das etapas do processo de pasteurização da cerveja, onde são instalados os exemplares dos esguichos e uma garrafa de 600 ml de cerveja instrumentada. Todos os testes são realizados com os mesmos parâmetros (vazão e temperatura do fluido), somente alternando os modelos de esguichos. Usa-se a ANOVA para a comparação dos tempos de aquecimento do fluido interno e calcula-se o número de Nusselt para a convecção interna na garrafa para a avaliação dos esguichos. O resultado encontrado mostra uma independência do desempenho do processo de aquecimento em relação à alteração de modelo de esguicho para três dos quatro modelos avaliados e o último apresenta um desempenho pior. / Nowadays, in the food industry, it is usual to carry out the pasteurization process in pasteurization tunnels, where a fluid, generally water, is used to transfer the required thermal energy to the product. Because of this, one of the most important aspects of this procedure is how the fluid is sprinkled on the product that needs to be pasteurized. There are many ways to do this, each one has its own characteristics and efficiency regarding the energy transfer to the pasteurization process. The objective of this work is to evaluate distinct spray models that are used in pasteurization tunnels for beer. For this, a workbench is built to carry out experiences that evaluate one of the stages of the beer pasteurization process, where spray models are installed and an instrumented 600 ml bottle beer is used. All the tests are performed using the same specifications (flow rate and fluid temperature), just varying the spray models. ANOVA, to compare the heating times of the internal fluid, and the Nusselt number of the internal convection are used for the sprays evaluation. The result shows the independence of the performance with regard to the change of the spray model for three of the four tested models and the latter shows a worse performance.