Orientador: Evaldo Miranda Coiado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-24T20:08:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Satto_MariaYaecoVejima_D.pdf: 11982416 bytes, checksum: 513dc7ee66632aa4337ea535cfaa7aae (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Apresentam-se os resultados de uma investigação experimental sobre o efeito de uma poliacrilamida aniônica solúvel em água nas velocidades crítica e crítica de sedimentação e em outros parâmetros hidráulicos do escoamento sólido-líquido. Os experimentos foram realizados com água-areia e com solução de polímero-areia, em concentração volumétrica de sólidos de cerca de 2%, 5%, 10% e 15%. As soluções de polímero foram utilizadas desde 100 ppm até 1200 ppm. Os resultados experimentais mostraram que existe uma distinção entre a velocidade crítica (a velocidade correspondente à mínima perda de energia) e a velocidade crítica de sedimentação (velocidade identificada pelo aparecimento de uma camada de partículas estacionárias ou em deslizamento). Discute-se a diferença entre as velocidades. Discute-se o efeito da adição de polímero aos perfis de concentração e de velocidade, medidos com tubo de Pitot. Investigou-se a degradação por repouso no reservatório, ou por envelhecimento, a solução de polímero com e sem areia. O trabalho contém revisão bibliográfica (sobre conceitos básicos de hidrotransporte de sólidos, velocidade crítica, velocidade crítica de sedimentação, transporte de suspensões de polímeros e alguns modelos reológicos ); descrição dosjllateriais e métodos utilizados; os resultados e conclusões e recomendações e sugestões para continuidade da pesquisa... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In this study, results about an experimental investigation of water soluble anionic polyacrylamide effects on critical velocity, on critical limit deposit velocity and on another hydraulics parameters of solid-liquid flow, are described. Experiments were performed using sand-water and sand-polymer solution, and the sand volumetric concentration were of about 2%, 5%, 10% and 15%. Polymer solution were utilized from 100ppm up to 1200 ppm. The experiments showed that a distinction is to be made among critical velocity (the velocity of minimum energy transport) and critical limit deposit velocity ( the velocity identified by the appearance of a layer of stationary or sliding particles). The difference between them is presented. Results obtained using a Pitot tube, about polymer effect on velocity, and concentration profiles are described. Degradation of polymer solution in sand particles by flow and aging are presented. The present study contains a review of hydrotransport of solids, experimental apparatus and procedure, experimental results and suggestions... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Luiz Felipe Mendes de Moura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:39:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JoaoBatistaCampos_D.pdf: 10719408 bytes, checksum: c23aba649022079c516a76319b545a1b (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho desenvolve-se um método de elementos finitos com formulação por volumes de controle (CVFEM); usando-se elementos quadrilaterais com 9 nós, onde define-se funções de interpolação lineares e quadráticas; para aplicação em simulação de escoamentos transientes incompressíveis de fluidos viscosos, em domínios bidimensionais. O modelo matemático é constituído pelas equações de Navier-Stokes em variáveis primitivas u,v,p. Alguns problemas testes são resolvidos para validação do programa computacional construído com base no modelo numérico. É feita também uma forma de interpolação para os termos convectivos para eliminar coeficientes negativos nas equações discretizadas e evitar resultados não realísticos, quando os números de Reynolds e de Peclet são altos. Esta interpolação ("upwind") é baseada nos fluxos de massa para os volumes de controle num elemento e é conhecida como interpolação ponderada pela massa (MAW- Mass Weigthed Interpolation). Os resultados obtidos nos problemas testes são comparados com resultados de outros modelos numéricos e/ou resultados experimentais. A concordância entre os resultados é satisfatória / Abstract: In this investigation a control volume-finite element method (CVFEM) using a ninenoded finite element with quadratic interpolation functions has been developed for numerical simulation of incompressible, viscous, transient fluid flows. The Navier-Stokes equations in primitive varibles U,V,pare used as the mathematical model. The mass weighted interpolation (MAW) is also implemented for the convective terms of the equations, into the element considered. The obtained results for some test problems agree quite good with results of other numerical methods and/or experimental results / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Antonio Claudio de F. Correa, Maria Cristina Cunha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T11:14:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santana_AnaPaulaC.de_M.pdf: 6936692 bytes, checksum: 75589db6056ff7aa5940d539e21d2768 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Esta dissertação estuda a aplicação da injeção alternada de água e gás (WAG), unidimensional, usando teoria dos canais de fluxo. Considera o fluido incompressível, com razão de mobilidade unitária. efeitos capilares e gravitacionais desprezíveis, reservatório homogêneo e isotrópico, fluxo isotérmico, presença de duas fases, a saber, óleo e água, e três componentes: óleo. água e gás. A teoria dos canais de fluxo considera os seguintes esquemas de injeção: linha esconsa. five-spot. linha direta e seven-spot. e também considera que não haverá fluxo entre os canais. No WAG. utiliza-se a teoria do fluxo fracionário e aplica-se o método das características. que introduz ondas de choque e de rarefação. A composição dessas ondas é dita compatível se satisfizer a condição de entrapia. A solução percorre um determinado caminho no sentido da esquerda para a direita, limitado por condições iniciais e de contorno. A injeção de gás ocorre a uma pressão alta para garantir o deslocamento miscível. Considera-se, primeiro, a injeção de um banco de água, e, posteriormente, a injeção de gás. Conclui-se que injeção de gás a alta pressão recupera todo o óleo residual e a saturação de água remanescente no reservatório é maior que a saturação de água inicial / Abstract: This dissertation presents a study of the unidimensional application of water and gas alternate injection (WAG) using the stream line theory. It is considered incompressible fluid, unit mobility ratio. negligible capillary and gravitational effects. homogeneous and isotrapic reservoir. isothermal flow, two phases. oil and water. and three components, oil, water and gas. In the stream line theory, the following injection schemes are considered: staggered line five-spot, direct line e seven-spot. It is also considered that there is no flow among the streams. In the WAG calculations it is used the fractional flow theory and the method of' characteristics, which consists of shock waves and rarefactions. The composition of these waves is said compatible ir it satisfies the entropy condition. The solution goes thraugh a certain path fram the left to the right side constrained by the initial and boundary conditions. The gas injection is at a high pressure to ensure miscible displacement. It is considered first injection of a water bank and then. injection or a gas bank. We concluded that the gas injection at a high pressure recoveries alI residual oil and the wàter saturation remains is greater than initial saturation / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador : Rakesh Kumar Bhatnagar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-15T05:24:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moretti_MericlesThadeu_M.pdf: 670857 bytes, checksum: 1c3fd00941e2dda19c3eaa83467aa1ae (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: Nesta pesquisa discutiremos as soluções das equações de Navier-Stokes e da energia para um fluido viscoso incompressível entre duas placas paralelas e fixas com gradiente de pressão pulsante. Assumimos ainda que em uma das placas o fluido está sendo injetado com velocidade constante e a placa oposta absorve com a mesma velocidade. As soluções da equação da energia obtidas sob dois tipos de condições térmicas, isto é: (i) as placas são mantidas na temperatura constante e diferentes, (ii) uma das placas se mantém na temperatura constante e a outra placa está isolada. As soluções analíticas envolvem 4 parâmetros físicos e os gráficos para as soluções estáveis e instáveis são variando esses parâmetros. Exibidos de um modo geral a solução estável para ambos tipos de condições térmicas variam quase linearmente entre as placas. Observamos também que para maiores valores do parâmetro de freqüência, o perfil da solução estável para o tipo (1) de condição térmica, perde a forma parabólica achatada. E para o tipo (ii), é interessante observar que a solução estável com o aumento da freqüência, tanto para a velocidade de diminui injeção nula ou não. Em geral, para uma certa freqüência fixa, notamos que a temperatura aumenta com o número de Reynolds. E só acontecendo o mesmo para o número de Prandtl, quando a freqüência que fixarmos for menor entre as quais,escolhemos para o problema proposto / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:16:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe_CarlosAlbertoSevero_D.pdf: 11064996 bytes, checksum: 96ee7e87f6529505d5bd6fe14757d329 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A análise espectral de séries de tempo de flutuações de pressão, cujos espectros de potência são calculados através da Transformada de Fourier Discreta (FFT), revelou-se uma técnica eficiente na monitorização on Une de regimes de fluidização gás-sólido. Por meio de trabalho experimental verificou-se que tal ferramenta permitiu a identificação e distinção de diferentes regimes de contato. A referida metodologia baseia-se na avaliação de flutuações de pressão no domínio da freqüência, onde são identificadas a freqüência dominante, a amplitude e a largura dos espectros de potência para um dado regime de contato. Três tipos de partículas de Geldart (C, A e B) foram empregadas nos experimentos, os quais foram realizados em duas colunas circulares, com diâmetros internos de 11cm e 14cm, operadas a temperatura e pressão do fluido ambiente. Efetuaram-se os experimentos em condições fluidodinâmicas típicas, objetivando a coleta de séries de tempo de pressão em cada um dos regimes obtidos. Os dados foram tratados e registrados em um sistema de aquisição, composto de transdutores de pressão, condicionador de sinal, placa de aquisição, software e microcomputador. A variedade de sólidos e a ampla faixa experimental com que se trabalhou permitiram a obtenção dos seguintes regimes de fluidização: leito fixo, fluidização particulada, regime borbulhante simples, múltiplo e explosivo, fluidização slugging de parede e flutuante, e também fluidização apresentando canais preferenciais, verificada com sólidos do tipo C. Os resultados obtidos de toda esta variedade de condições experimentais possibilitaram constatar que espectros de potência distintos são obtidos para cada regime fluidodinâmico, e que a análise espectral permite acompanhar a estabilidade dos estados de fluidização, além de identificar as transições entre os regimes. Outro objetivo desta tese foi o estudo da determinação da velocidade de mínima fluidização (Umf) através de medidas de flutuação de pressão. Por intermédio da relação linear entre o desvio padrão da variação da pressão e a velocidade do fluido, foi possível estimar a Umf de sólidos A e B de Geldart com satisfatória precisão. A verificação da precisão do método estudado foi efetuada a partir da comparação entre os resultados de Umf obtidos por intermédio do mesmo e os resultados alcançados através da forma tradicional (curva fluidodinâmica), comparação esta que apresentou baixos desvios percentuais / Abstract: Power spectra obtained through Fast Fourier Transform (FTT) from time series of pressure fluctuation, showed to be an effective technique for on line monitoring of typical fluidization regimes of gas-solid bubbling columns. It was experimentally verified that the methodology permitted the identification and distinction of different contact regimes. This methodology is based on the evaluation of pressure fluctuation on frequency domain, where the dominant frequency, the amplitude and the width of the power spectrum are identified for a given contact regime. Three types of partic1es, Geldart c1assification A, B and C, were used in the experiments, which were conducted in two circular columns, with internal diameters of 11 cm and 14cm, with the fluid at room pressure and temperature. Typical fluid dynamic conditions were set in the experiments, aiming the acquisition of pressure time series for each one of the established regimes. The experimental data were treated and recorded in an acquisition system, composed of pressure transducers, conditioning signal, acquisition board, software and microcomputer. The variety of solids and the broad experimental range allowed the obtaining of the following fluidization regimes: fixed bed, particulate fluidization, single bubbling, multiple bubbling and exploding bubbling regimes, wall and flat slugging and channeling fluidization, this last gained with type C solids. The results obtained for all the experimental conditions permitted to check that distinct power spectra are obtained for each fluid dynamic state, and that spectral analysis permit to verify the stability of fluidization state, beyond to identify the transition between the regimes. Another objective of this thesis was to study the determination of minimum fluidization velocity (Umf) with the use of pressure fluctuation measurements. It was possible to estimate, with good precision, the value of Umf of A and B Geldart solids through linear relationship between standard deviation of pressure variation and fluid velocity. The verification of accuracy of the applied method was made by the comparison with the results Of Umf got through the fluid dynamic curve / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Milton Mori, Henry França Meier / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Decker_RodrigoKoerich_M.pdf: 5803746 bytes, checksum: eb5915195d36d51bd0dff70b13c77918 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O modelo gás-sólido tridimensional empregado neste trabalho pressupõe o comportamento invíscido da fase sólida, que consiste na ausência de tensões laminares ou turbulentas na fase sólida, que são comumente utilizadas como hipótese simplificadora na solução de problemas de escoamento gás-sólido diluído. Pretende-se aplicar e corroborar o modelo invíscido, transiente e tridimensional, para o transporte vertical e horizontal de partículas, mediante comparação dos experimentos numéricos com dados experimentais obtidos em experimento fisico com a técnica de PDA ("Phase Doppler Anemometer"), apresentado, em detalhes, na literatura. Para a resolução das equações diferenciais parciais do modelo foi empregado o código comercial de CFD, o CFX 4.4 da AEA Technology, que baseia-se no método numérico dos volumes finitos para a discretização numérica. Acoplamento pressão-velocidade do tipo SIMPLEC, modelo de turbulência k-E padrão para a fase gás e esquemas de diferenciação de várias ordens, foram utilizados como estratégias para garantir solução numérica estável e convergente. A comparação com dados da literatura, apresenta uma boa concordância, assegurando futuras aplicações do modelo para casos industriais. Um estudo de caso da indústria de cimento, especificamente o escoamento de ar terciário a partir do forno para o calcinador, foi analisado com o objetivo de se determinar o efeito de uma curva auto-limpante, na seção de transporte horizontal, sobre a distribuição de partículas na seção transversal do duto para, com isso, minimizar a deposição nas paredes inferiores do duto, conforme observado na prática. Animações da formação do campo de fração volumétrica de sólidos mostram que a curva auto-limpante promove uma redistribuição da fase sólida ao longo da seção transversal, podendo, por conseqüência, ser utilizada como medida para prolongar a vida útil do duto de ar terciário / Abstract: The three-dimensional (3-D) gas-solid model employed in this work presumes the inviscid behavior of the solid phase, commonly used as simplifier hypothesis in the problem solutions of the dilute gas-solid flow. It is intended in this work to apply and corroborate the 3-D, transient, inviscid model, for the horizontal and vertical partic1e conveying, by comparing the numerical results with experimental data, obtained with PDA ("Phase Doppler Anemometer") technique presented in the literature. For the solutions of the parcial diferencial equation models was employed the commercial code CFD, the CFX 4.4 developed by ABA Technology, based on the numerical method of finite volumes for the numerical discretization. The pressure-velocity coupling by SIMPLEC algorithm, k-g turbulence default model and several order diferencial scheme, were used as strategies to guarantee convergency and stability of the numerical solution. The results reason compare with literature data, show a good agreement, making sure future model applications for industrial cases. A study in the cement industry, specifically the tertiary air flowing from the kiln to the ca1ciner, was made with the objective of determining the effect of a self cleaning elbow in the horizontal transport section, over the partic1e distribution in the duct transversal section, as so, minimizing particles rope formation in the bottom of the duct, as observed in practice. Animations of the solid volume fraction field formation show that the self-c1eaning elbow promotes a solid phase redistribution in the transversal section, being, as consequence, be used as measure to prolong the useful life of the tertiary duct / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:25:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_OsvaldoSoaresda_D.pdf: 7702977 bytes, checksum: c2875b5b1fd2b063c810791c46fe4c58 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: o recobrimento de microgrânulos encontra suas principais aplicações nas indústrias de alimentos e farmacêutica. Os microgrânulos, segundo a tecnologia farmacêutica, são partículas com diâmetro na faixa de 0,1 a 0,8 mm, usados como excipiente para fabricação de comprimidos e cápsulas, no qual é inserido o princípio ativo do medicamento. Os principais objetivos do recobrimento de fármacos são: obter um produto com liberação controlada do princípio ativo; proteger os componentes; facilitar o manuseio e administração; mascarar sabor e isolar substâncias incompatíveis. A celulose microcristalina - MICROCEL é o principal excipiente usado na indústria farmacêutica, em formulações sólidas de dosagem oral, devido à baixa reatividade com os ingredientes ativos. Neste trabalho, estudou-se o recobrimento de MICROCEL com suspensão aquosa de Eudragit® em leito fluidizado. A suspensão polimérica à base de Eudragit® foi atomizada sobre o leito de partículas, através de um bico atomizador de duplo-fluido. As variáveis operacionais foram: pressão de atomização (Pat) igual a 68,95, 137,89 e 206,84 kPa; vazão de suspensão (Ws) igual a 6,4, 11,4 e 16,50 g/min; temperatura do ar na entrada do leito (Tar) igual a 50, 60 e 70°C e diâmetro de partícula (dp) igual a 0,200,0,269 e 0,329 mm. Os resultados experimentais permitiram investigar as variáveis-resposta: eficiência do processo, crescimento relativo de partículas, índice de aglomeração e razão tempo de atomização/tempo de processo, utilizando um planejamento fatorial 24. Os resultados principais observados foram: eficiência do processo de 61 a 92 %; crescimento de partículas de 10 a 13 %, índice de aglomerados de 0,02 a 4,70 % e razão de tempo de atomização/tempo de processo de 0,18 a 0,72. O planejamento experimental forneceu modelos estatisticamente significativos para as respostas eficiência do processo, crescimento de partículas e razão tempo de atomização/tempo de processo. A partir dos resultados do processo de recobrimento, considerou-se como faixa ótima de operação: P at = 137,89 kPa; Ws = 11,4 g/min; Tar = 70°C e dp = 0,269 mm. Nestas condições, realizaramse experimentos de recobrimento de um granulado de MICROCEL, impregnado com dic1ofenaco de sódio. Em seguida, o granulado recoberto foi submetido a um teste de dissolução do princípio ativo, em pH ácido e básico, para testar a gastro-resistência e validar o processo de recobrimento entérico / Abstract: Microgranules coating process has been applied mainly in both food and pharmaceutical industries. According to pharmaceutical technology, microgranules are particles of diameter range from 0.1 to 0.8 mm. The main objectives of solid partic1e coating are to obtain a product with controlled release of active components, to protect the partic1e from external conditions and to mask taste and odor. The objective of this work was to study the coating of MICROCEL (micro-crystalline cellulose) with an aqueous polymeric suspension of Eudragit® in a laboratory scale fluidized bed. The coating operation was carried out using a fluidized bed with top spraying by a double-fluid nozzle. In the present study, a 24 factor with three central points, 19 -run full factorial design was employed to evaluate the effects of the operational variables on the coating process The independent variables studied were the air pressure of atomization (P at); the flowrate of coating suspension (Ws), the inlet air temperature (Tar) and the particle diameter (dp) on the coating of MICROCEL. The values of the variables at the lower, central and upper levels were fixed in 68.95, 137.89 and 206.84 kPa for Pat; 6.4, 11.4 and 16.5 g/min for Ws; 50, 60 and 70°C for Tar and 0.200, 0.2ct9 and 0.329 mm for dp. The responses analyzed were the process efficiency, partic1es growth, agglomeration index and atomization-process time ratio. From the statistical analysis of the results, polynomial models for the response variables were adjusted. The results showed that process efficiency, partic1es growth and atomization-process time ratio could be accurately predicted over the range of experimental conditions. The results pointed out the optimized operational range for the coating process: Pat = 137.89 kPa; Ws = 11.4 g/min; Tar = 70°C and dp = 0.269 mm. For these conditions, experimental runs of coating of granulated MICROCEL and sodium diclofenac were carried out. The granulated mixture was prepared by wet granulation process. After that, tests were performed in a dissolution apparatus according to USP XXIV (American pharmacopeia). The tests had the objective of verifying the gastrointestinal resistance release and thus validate the coating process / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Tiago Zenker Gireli, Paulo Vatavuk / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-27T09:39:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_VitorHugoPereirade_M.pdf: 5887313 bytes, checksum: d9a8b6193d7d493225eafddb46579af3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A busca pelo entendimento do comportamento dos fluidos é realizada geralmente por meio de métodos experimentais. Por exemplo, são clássicas as soluções utilizando-se modelos físicos reduzidos na otimização de projetos de grandes estruturas hidráulicas, como as barragens. A utilização de métodos experimentais é onerosa e demanda um tempo relativamente alto. Este fato, associado ao desenvolvimento tecnológico de computadores digitais de alta capacidade de processamento, fez surgir alternativamente às soluções clássicas, modelos computacionais que resolvem as equações que descrevem o comportamento dos fluidos com condições de contorno gerais e geometrias complexas. Neste sentido, este trabalho tratará de uma avaliação comparativa dos resultados obtidos em uma simulação do escoamento por um extravasor de uma barragem utilizando o programa FLOW-3D®, com os obtidos em um modelo físico reduzido presente na Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH) da Universidade de São Paulo / Abstract: Usually the research on the the behavior of fluids is developed using experimental methods. For instance, it is usual to apply physical scale models models in the optimization studies of hydraulic structures design, such as dams. Using experimental methods is expensive and demands a relatively high time of tests. This fact, associated with the technological development of digital computers of high processing capacity, has given rise, alternatively to the classical solutions, computational models that solve the equations that describe the behavior of fluids with general boundary conditions and complex geometries. In this way, this report will present a comparative evaluation of the results obtained in a simulation of a flow through a dam spillway using a mathematical model called FLOW-3D® with those obtained in a physical scale model operated by the Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH) of the University of São Paulo / Mestrado / Recursos Hidricos, Energeticos e Ambientais / Mestre em Engenharia Civil

Neste trabalho, pretendeu-se obter as características da movimentação do ar no início do tempo de admissão em um motor diesel, partindo de sua entrada no cabeçote, passando pelos pórticos de admissão e válvulas, até a câmara de combustão, utilizando dados reais da geometria e do processo de sobrealimentação de um motor diesel. Para tanto, utilizou-se da abordagem clássica da dinâmica dos fluidos para o desenvolvimento de um modelo matemático constituído por equacionamentos que representassem o consumo de ar, a rotacionalidade do movimento do ar nos pórticos e a movimentação de ar no cilindro, descrita por linhas de corrente obtidas a partir da aplicação da teoria de escoamento potencial plano. Os cálculos foram efetuados usando planilhas eletrônicas geradas em aplicativo Excel e, tanto a avaliação dos efeitos da geometria dos condutos quanto a determinação das linhas de corrente, foram realizadas usando o aplicativo gráfico Rhinoceros. Neste trabalho foram estudadas seis condições associadas a seis ângulos de virabrequim do início do tempo de admissão e que geraram seis conjuntos de linhas de corrente. Os resultados foram comparados com ensaios de PIV - particle image velocimetry e apresentaram semelhanças relevantes nos formatos e nos sentidos das linhas de corrente. Concluiu-se que o procedimento utilizado, por sua simplicidade de implementação, não é prático quando há a necessidade de alteração de uma das variáveis envolvidas. Porém, ao desenvolver o equacionamento para os casos apresentados, foi possível estudar o fenômeno em profundidade satisfatória, mesmo com as hipóteses simplificadoras utilizadas. / In this work, the aim was to obtain the air flow characteristics in the beginning of the intake stroke in a diesel engine, considering the inlet in head, its passiage by intake runners and valves, up to the combustion chamber, using values obtained from geometry and supercharging process observed in a specific diesel engine. It was used a classical fluid dynamics approach to develop a mathematical model which represent the air consumption, the rotation of the air at intake runners and the air flow within the cylinder, described by streamlines obtained by the use of potential flow theory. The calculation used Excel electronic spreadsheets and both the effects from geometry of intake runners evaluation and the streamlines generation were conducted in drawing software Rhinoceros. In this work six different conditions, associated at six crankshaft angles in the beginning of the intake stroke were studied, resulting in six streamlines set. The results were compared to a PIV test - particle image velocimetry - and relevant similarities was observed both in shapes and rotation sense of streamlines. The conclusion was that the methodology, considering its simplicity in implementation, it is not the most practical method when a modification in variables involved is necessary. However, this methodology was enough to study the phenomenon in satisfactory depth, even using the simplifying assumptions.

O presente trabalho apresenta um estudo numérico sobre o desempenho de trocadores de calor com microcanais. Primeiramente, para a verificação da ferramenta numérica, uma comparação com um estudo experimental conhecido é realizado. Em seguida, aperfeiçoamentos disponíveis na literatura são testados e comparados. As simulações numéricas são realizadas com o software Fluent utilizando o Método dos Volumes Finitos (MVF). O resultado numérico da resistência térmica do dissipador do estudo experimental em que a primeira parte desse trabalho foi baseada ficou em 0,097 °C/W (com uma temperatura máxima de 373 K), enquanto o resultado experimental ficou em 0,090 °C/W, o que representa uma diferença de 7,2 %. São realizados aperfeiçoamentos integrando o trocador de calor a um sistema de refrigeração. Isso reduz a temperatura de entrada e, consequentemente, a temperatura máxima encontrada no sistema (350 K para uma mesma potência dissipada) não havendo mudança na resistência térmica, porém trazendo um ganho em confiabilidade. São apresentadas mudanças na geometria do dissipador diminuindo a área de entrada, com uma sensível piora nos resultados da resistência térmica, fazendo com que a resistência aumentasse de 0,097 °C/W para o canal original para 0,272 °C/W para o canal com menor altura. Apresenta-se um trocador de calor cujos microcanais em suas dimensões longitudinais possuem ondulações, porém os efeitos esperados de melhor mistura e maior área de contato para o fluxo de calor não foram observados para as condições de contorno do experimento original; a resistência térmica calculada foi de 0,102 °C/W. A última análise apresenta uma idealização onde o fluxo de calor é distribuído uniformemente no volume de silício, encontrando-se uma resistência térmica de 0,084 °C/W. / This paper presents a numerical study on the performance of heatsinks with microchannels. For the validation of the numerical tool, a comparison with a known experimental study is carried out, then improvements available in the literature on the subject are tested and compared. The numerical simulations are performed with the Fluent software using the Finite Volumes Method (MVF). The numerical result of the thermal resistance of the heatsink from the experimental study which the first part of this paper is based was 0.097 °C/W, whereas the experimental result was 0.090 °C/W (with a maximum temperature of 373 K), representing a difference of 7.2%. An improvement is performed by integrating the heatsink to a HVAC (Heating, ventilation and air conditioning) system, which lowers the inlet temperature and consequently lowers the highest temperature found in the system (350 K for the same dissipated power) without changing the thermal resistance, but providing gains in reliability. Changes in the heatsink geometry are presented by decreasing the inlet area, with a significant worsening in the thermal resistance results, causing the resistance to vary from 0.097 °C/W for the original channel to 0.272 °C/W for the channel that has the lowest height. A heatsink whose microchannels have waves in their longitudinal dimensions is shown, but the expected effects of better mixing and greater contact area for the heat flux were not observed for the boundary conditions of the original experiment, the calculated thermal resistance was of 0.102 °C/W. The last analysis presents an idealization where the heat flux is evenly distributed in the silicon volume, with a thermal resistance of 0.084 °C/W.