Orientador : Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T05:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_RicardoFortesde_M.pdf: 1770306 bytes, checksum: 4ce8b2869e845366a2b9908ae1195e5e (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: Este trabalho está dividido em duas partes principais: uma parte está voltada à investigação do problema de condução de calor com mudança de fase, enquanto a outra está voltada ã verificação experimental. Foram utilizados no tratamento teórico três diferentes métodos de investigação do problema de solidificação e fusão sobre superfícies cilíndricas, e comparadas entre si. A fim de verificar os resultados te6ricos foram projetados e construídos dois modelos experimentais. Um sistema monotubular e outro multitubular. Com parafina utilizada como material armazenador, vários experimentos foram realizados para se obter o comportamento desse processo. Os resultados experimentais foram comparados, analisados e discutidos com os dados te6ricos obtidos / Abstract: The present study is divided into two main parts, one part is devoted to analytical, investigation of the problem of heat transfer with phase change, while the other is devoted to experimental verification of the first. In the theoretical treatment three different methods of the investigation of the problem of solidification and fusion outside cylinderical geometries were treated and analysed. The three methods were compared and discussed. In order to verify the theoretical results two experimental models were designed, constructed and set up. One system is single tube type, while the other is multitube type. With paraffin used as .the phase change material, various experiments were done to obtain temperature profiles and heat transfer, rates. The experimental results obtained were compared, discussed and analysed with the theoretical findings / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-15T21:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 StuginskiJunior_Rubens_M.pdf: 3487938 bytes, checksum: 402146cbe72f2581d1ed9fe4fb4ea3d6 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho apresenta resultados comparativos de uma investigação numérica de quatro possíveis modelos de predição de desempenho térmico de armazenadores de leito fixo e seu projeto térmico. Estes modelos inclem o modelo de Schumann, o modelo com dispersão radial, um modelo que incle a condução de calor axial e o gradiente térmico no interior das partículas e finalmente o'modelo de fase única uni e bidimensional. Para cada um dos modelos foram escritos e testados programas computacionais para avaliar o tempo de processamento para o mesmo conjunto de dados. Os testes de desempenho térmico incluem os efeitos do diâmetro das partículas, porosidade, material da partícula, fluxo mássico, temperatura de entrada e perda de calor pelas paredes do tanque. O comportamento dinâmico da unidade de armazenamento devido a variações transientes em seu fluxo maximo e na temperatura de entrada forma também investigadas. Os resultados apresentados incluem gradiente de temperatura, perda de carga e calor armazenado. Os resultados obtidos são importantes para análise e projeto de unidades de armazenamento térmico em leitos fixos / Abstract: This work presents comparative results of a numerical investigation of four possible models for the prediction of thermal performance of fixed bed storage units and their thermal design. These models includes Schumann's model, the radial dispersion model, a model thal include both axial heat conduction in the fluid phase and admits thermal gradient in the solids particles and finally a two dimensional single phase model. For each of these models a computer code was written and tested to evaluente the computing time for same data and analyze any other computational problems. The tests of thermal performance inclued particle size, porosity, particle material, flow rate, inlet tempeature and heat losses form tank walls and extremities. Dynamics behaviour of the storage units due to transient variation in either flow rate or inlet temperature was also investigated. The results presented include temperature gradients, pressure drop and heat storage. The results obtained are very useful for analysis and design of fixed bed storage units / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: José Manoel Balthazar / Banca: Angelo Marcelo Tusset / Banca: Bento Rodrigues de Pontes Junior / Resumo: Alves Godoy, Willians Roberto, análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo "snap through truss" (stta). Bauru: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista "Julio de Mesquita Filho", 2011, 102 pp., Dissertação (Mestrado). Recentemente os estudos sobre os absorvedores de energia vêm ganhando importância e destaque, principalmente na indústria automobilística e aeronáutica. Esse tipo de absorvedor permite fazer o controle passivo de um sistema vibratório. Na busca por melhores resultados, verificou-se a ansiedade da utilização de absorvedores não lineares, já que estes demonstraram poder receber energia além de uma pequena faixa de freqüencia de vibração do oscilador. Neste trabalho, considera-se o sistema vibratório constituído de um controlador passivo, o absorvedor tipo "snap-through truss" (STTA) acoplado a um oscilador submetido à excitação de um motor elétrico com uma excentricidade e potência limitada, caracterizando um oscilador não ideal (NIO). Busca-se utilizar o absorvedor STTA como um absorvedor não linear, aproveitando sua não linearidade geométrica, e estabelecer condições para que as amplitudes de movimento do sistema principal se tornem menores em determinadas condições. O principal objetivo nesse trabalho é obter as condições em que as amplitudes de movimento do NIO são menores durante a passagem pela ressonância, atenuando o efeito Sommerfeld. Os resultados obtidos nessa situação mostraram que o STTA é eficiente na redução das amplitudes de movimento do NIO antes e dentro da região de ressonâcia. Em contrapartida, ao sair da ressonância ficou evidente que o absorvedor deve ser retirado do sistema por implicar grandes amplitudes ao NIO. Além disso, um breve estudo da atuação do STTA sobre um sistema... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In recent years studies on energy absorver in order to reduce some systems vibration amplitudes has been gaining importance and prominence. This type of absorber allows vibrating system passive control. In order to better results, it was verified the need to use non-lienar absorbers as these have been shown to receive power more than a small band of vibration frequency of the oscillator. This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber (STTA) coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator (NIO). it is aimed to use the absorver STTA as non-linear absorber and establish the conditions for the motion amplitudes become smaller under certain conditions the mian system. Therefore, this work aims to determine the conditions in which the main system, while it passes through resonance, has attenuated its amplitude of moviment and do not waste energy working in this condition. The main objective of this work is to obtain the conditions under which amplitudes motion of NIO are smaller in the passage through resonance, reducing the Sommerfeld effect. The results obtained in this situation showed that the STTA is effectie to reduce amplitudes motion of NIO before and within region of resonance. In contrast, out of resonance, it was evident that absorber must be removed from the system by imply large amplitudes to the NIO. In addition, a brief study of the performance of STTA on an ideal system was performed. In this situation, the STTA showed significant results in the attenuation of amplitudes motion of the oscillator. Therefore, this work shows that the use of snap-through truss absorber is a good alternative among passive abserbers in attenuation of Sommerfeld effect in non-ideal systems / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-02Bitstream added on 2014-06-13T20:37:42Z : No. of bitstreams: 1 godoy_wra_me_bauru.pdf: 2181363 bytes, checksum: 2a22bf1c96c4aa3286f7cf3ced444283 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Alves Godoy, Willians Roberto, análise de um oscilador não linear acoplado a um absorvedor tipo snap through truss (stta). Bauru: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho, 2011, 102 pp., Dissertação (Mestrado). Recentemente os estudos sobre os absorvedores de energia vêm ganhando importância e destaque, principalmente na indústria automobilística e aeronáutica. Esse tipo de absorvedor permite fazer o controle passivo de um sistema vibratório. Na busca por melhores resultados, verificou-se a ansiedade da utilização de absorvedores não lineares, já que estes demonstraram poder receber energia além de uma pequena faixa de freqüencia de vibração do oscilador. Neste trabalho, considera-se o sistema vibratório constituído de um controlador passivo, o absorvedor tipo snap-through truss (STTA) acoplado a um oscilador submetido à excitação de um motor elétrico com uma excentricidade e potência limitada, caracterizando um oscilador não ideal (NIO). Busca-se utilizar o absorvedor STTA como um absorvedor não linear, aproveitando sua não linearidade geométrica, e estabelecer condições para que as amplitudes de movimento do sistema principal se tornem menores em determinadas condições. O principal objetivo nesse trabalho é obter as condições em que as amplitudes de movimento do NIO são menores durante a passagem pela ressonância, atenuando o efeito Sommerfeld. Os resultados obtidos nessa situação mostraram que o STTA é eficiente na redução das amplitudes de movimento do NIO antes e dentro da região de ressonâcia. Em contrapartida, ao sair da ressonância ficou evidente que o absorvedor deve ser retirado do sistema por implicar grandes amplitudes ao NIO. Além disso, um breve estudo da atuação do STTA sobre um sistema... / In recent years studies on energy absorver in order to reduce some systems vibration amplitudes has been gaining importance and prominence. This type of absorber allows vibrating system passive control. In order to better results, it was verified the need to use non-lienar absorbers as these have been shown to receive power more than a small band of vibration frequency of the oscillator. This work considers the vibrating system that consists of a snap-through truss absorber (STTA) coupled to an oscillator under excitation of an electric motor with an eccentricity and limited power, characterizing a non-ideal oscillator (NIO). it is aimed to use the absorver STTA as non-linear absorber and establish the conditions for the motion amplitudes become smaller under certain conditions the mian system. Therefore, this work aims to determine the conditions in which the main system, while it passes through resonance, has attenuated its amplitude of moviment and do not waste energy working in this condition. The main objective of this work is to obtain the conditions under which amplitudes motion of NIO are smaller in the passage through resonance, reducing the Sommerfeld effect. The results obtained in this situation showed that the STTA is effectie to reduce amplitudes motion of NIO before and within region of resonance. In contrast, out of resonance, it was evident that absorber must be removed from the system by imply large amplitudes to the NIO. In addition, a brief study of the performance of STTA on an ideal system was performed. In this situation, the STTA showed significant results in the attenuation of amplitudes motion of the oscillator. Therefore, this work shows that the use of snap-through truss absorber is a good alternative among passive abserbers in attenuation of Sommerfeld effect in non-ideal systems

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-08-22Bitstream added on 2014-06-13T20:47:19Z : No. of bitstreams: 1 pentagna_rpp_me_bauru_prot.pdf: 1054031 bytes, checksum: c2f515f7ab29cf3aa3f199133c8d8d15 (MD5) / outros - empresas / Foi desenvolvido um modelo matemático para descrever o processo de estocagem de energia via estratificação térmica de líquido em um tanque. Neste modelo foi considerado um balanço de energia para o sistema de estocagem e proposto um modelo matemático unidimensional e transiente capaz de descrever o histórico dos perfis de temperatura do líquido e da parede do reservatório durante a operação de carregamento dinâmico. O modelo matemático foi discretizado através da técnica de diferença finitas e sua solução foi obtida numericamente através de um código computacional desenvolvido em linguagem de programação FORTRAN. Os resultados teóricos foram comparados com resultados experimentais, e estudada também a influência da relação altura/diâmetro e velocidade de carregamento no processo de estocagem de energia. / A mathematical model is developed to describe the energy storage process by thermal stratification of a liquid in a storage tank. Considering a balance of energy for the storage system, is proposed a transient and unidimensional mathematical model capable to describe the history of the liquid temperatures profile and the wall of the storage during the charging dynamic operations. The mathematical model was discretizided using a finite differences technic and its solution got numerically through a computational code developed in a FORTRAN programming language. The theorical results were compared with experimental results, and it was also studied the influence of aspect ratio and the charging velocity in an energy storage process.

Orientador: Nobuo Oki / Banca: João Antonio Pereira / Banca: Giuliano Pierre Estevam / Resumo: Neste trabalho é investigada a viabilidade energética do emprego de buzzers piezelétricos, circuito retificador de onda completa e conversor DC-DC elevador em um sistemas de power harvesting submetido a esforços mecânicos causados pelo tráfego de veículos e/ou caminhar de pedestres, demonstrando a possibilidade de reutilização dessa energia no carregamento de baterias para alimentação de circuitos autônomos de monitoramento, indicação, iluminação, etc., em locais remotos, eliminando ou estendendo os intervalos necessário entre as recargas desses dispositivos. O gerador piezelétrico é analisado mediante a excitação realizada por um cilindro pneumático simulador de impactos controlado eletronicamente com frequência de 0,5 Hz e 1 Hz, contendo diferentes quantidades de PZTs (2, 4 e 8) e configuração de ligação (série ou paralelo). Os resultados extraídos são referentes à tensão elétrica, corrente, potência e energia armazenada em função do tempo, sendo ainda feitas relações dessas grandezas com diferentes números de PZTs, área que ocupam, força e pressão aplicada sobre os mesmos. Ao final pode-se concluir a viabilidade da utilização de dispositivos simples em sistemas de power harvesting para geração de energia através de excitações na forma pulsada e em baixas frequências, sendo os maiores valores na saída do circuito em termos de potência e corrente para tensão de 5 volts, 108 µW e 21,5 µA (0,53 Kg e 0,83 N/cm2 ), bem como 118,8 µW e 23,6 µA para (2,13 Kg e 3,33 N/cm2 ), obtidos com 8 PZTs, conectados em paralelo e excitados... / Abstract: This paper investigated the energy viability of the use of piezoelectric buzzers, rectifier circuit full-wave and DC-DC-converter in a power harvesting systems subjected to mechanical stress caused by the traffic of vehicles and / or walk for pedestrians, demonstrating the possibility of re-use of energy in charging batteries to power autonomous monitoring circuits, display, illumination, etc., in remote locations, eliminating or extending the intervals needed between charges these devices. The piezoelectric generator is analyzed through excitation carried out by a pneumatic cylinder simulator electronically controlled impacts with a frequency of 0.5 Hz and 1 Hz, containing different amounts of PZTs (2, 4, 8) and connection configuration (parallel or serial) . The extracted results are related to the voltage, current, power and energy stored in function of time, still being made relations of these quantities for the number of PZTs, area they occupy, force and pressure applied on them. At the end we can conclude the feasibility of using simple devices in power harvesting systems to generate energy through excitations in pulsed manner and at low frequencies, with higher values in the circuit output in terms of power and current to voltage 5 volts, 108 µW and 21,5 µA (0,53 Kg and 0,83 N/cm2 ), just like 118,8 µW and 23,6 µA to (2,13 Kg e 3,33 N/cm2 ), obtained with 8 PZTs, connected in parallel and excited to 1 Hz / Mestre

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T20:34:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 QuispeCrespo_Orlando_M.pdf: 8187262 bytes, checksum: 81101608f4ca01d5516f7d8adfdb547c (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Um estudo experimental e numérico é realizado para a avaliação de bancos de gelo de tipo placas paralelas, importantes para equilibrar a demanda de energia elétrica. Um modelo simplificado é analisado, desenvolvendo um código computacional que é comparado com os dados experimentais. Para a solução das equações governantes é utilizado o método de diferenças finitas. Na discretização do modelo matemático é aplicado o método de malha fixa no domínio de espaço. Uma metodologia completa e detalhada de análise de solidificação, mecanismo fundamental para o armazenamento de energia a baixas temperaturas, é desenvolvida. A transferência de calor é tratada como um problema de condução unidimensional,com temperatura de parede constante ou variando uniformemente em função do tempo. Na fase líquida são desconsiderados os efeitos de convecção. Parâmetros relevantes dos bancos de gelo como: taxas de fluxo de calor superficial,calor armazenado, velocidades e tempos de carregamento, distribuição de temperatura nas fases líquida e sólida são obtidos. Efeitos das variáveis independentes como: temperaturas iniciais da água, temperaturas de resfriamento e espaçamento das placas, sobre os parâmetros relevantes, são quantitativamente mostrados no presente estudo, identificando fatores importantes que estabelecem o melhor desempenho da unidade. Resultados experimentais obtidos para diferentes condições, confirmam a validade do modelo computacional / Abstract: An experimental and numerical study is carried out to evaluate ice banks of parallel plates type. A simplified representative model is analysed, a computational code was developed and compared with experimental results. The finite difference method is used to solve the governing equations. For the mathematical model discretization, the method of fixed grid is used in the space domain. Complete and detailed methodology of the analysis of solidification, fundamental mechanism for the energy storage of low temperature are included. The heat transfer is treated as one dimensional conduction problem, with a constant temperature at the wall or changing uniformly as a function of time. In the liquid phase, the convection effects are not considered. Important parameters of the ice banks such as: superficial heat flux rates, velocity and time of the discharge, temperature distribution in the liquid and solid phases are discussed. Effects of the independent variables such as: water initial temperature, cooling fluid temperature and the spacing between the plates, over the relative parameters are quantitatively illustrated in this study, identifying the key factors to establish the best performance of the unit. Experimental results for different conditions, confirming the validity of the computational model are also included. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T01:57:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MicaroniNeto_Franco_M.pdf: 5213508 bytes, checksum: e8c2adb85dc9e1a8f2d71ce32a728400 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Diversas formas construtivas são empregadas na construção de armazenadores de calor latente. Em sistema de ar condicionado é muito comum o emprego de armazenadores do tipo gelo-sobre-serpentinas. Esses armazenadores apresentam algumas características próprias e são poucos os estudos encontrados na literatura sobre esse tipo de armazenador. A condução de calor axial no material de mudança de fase e no fluido de transferência de calor foi desprezada. A temperatura de entrada do FTC é considerada constante. O acoplamento do problema de mudança de fase com a transferência de calor para o FTC é obtido fazendo-se um balanço de energia em um elemento do fluido. O coeficiente convectivo do FTC é calculado através de fórmulas que aproximam resultados numéricos para fluxo em tubos curvos. A convecção natural no MMF é desprezada. O modelo numérico é obtido através da formulação por diferenças finitas com esquema de três-niveis-tempo para o incremento de tempo. No modelo bidimensionalo coeficiente convectivo é função da direção periférica. No modelo unidimensionala parede da serpentina é substituída por uma resistência equivalente e o coeficiente convectivo é constante na direção periférica. O modelo foi considerado bom para simular o processo de carregamento do armazenador. Os resultados mostram a influência da condutividade da parede, número de Biot, natureza do FTC, temperatura de entrada do FTC, e parâmetros próprios desse tipo de armazenador como o número de Nusselt médio axial e o número de Nusselt periférico. Os resultados desse trabalho são importantes porque mesmo não solucionando totalmente o problema devido a sua complexidade fornece as informações necessárias para que soluções numéricas e analíticas mais simples sejam aplicadas com bons resultados / Abstract: Several constructive form are used to build latent heat storages. In air conditioning systems, the use of ice-on-coil type storage is very common. These storages have some particular characteristics and few studies are found in literature on this type of storages. Heat conduction parallel to the tube axes and the effects ofaxial changes in the temperature of the heat transfer fluid (HTF) was neglected. The HFT input temperature is considered constant. The coupling of the problem of phase change with heat transfer to the HFT is achieved by performing an energy balance in a fluid elemento The HFT convective coefficient is calculated by formulas which approximate the numerical results for flow in curved pipes. Natural convection in PCM is neglected. The numerical model is obtained by the formulation by finite-differences with a three-time-Ievel scheme for the time increment. In the two-dimensional model, the convective coefficient is a function of the peripheral coordinate. In the one-dimensional model, the coil wall is replaced by an equivalent thermal resistance and the convective coefficient is constant in the peripheral direction. The model was considered adequate to simulate the charging period of the storage. The results show the influence of the conductivity of the wall, Biot number, nature of HFT, input temperature of HFT, and specific parameters of this type of storage with the mean axial Nusselt number and the peripheral Nusselt number. The results of this work are important because, although they do not solve the problem thoroughly due to its complexity, they provide the information required for simpler numeric and analytical solutions can be applied with good results / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ennio Peres da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T22:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_PauloFabricioPalhavam_M.pdf: 1604656 bytes, checksum: f806501ef39092fe041981d1e41774c3 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Neste trabalho foram analisadas as viabilidades técnica e econômica de sistemas de rodução de hidrogênio eletrolítico utilizando energia elétrica fora do horário de ponta e, reconversão deste hidrogênio em eletricidade durante o horário de ponta utilizando células a combustível. Para tanto foi construído um sistema piloto de produção e reconversão de hidrogênio com a finalidade de determinar-se as melhores condições de operação e eficiência energética para cada componente do sistema. Os resultados obtidos foram utilizados para uma análise econômica de viabilidade destes sistemas para uso industrial. Como resultados foram obtidas uma eficiência energética global de 16,4% e, para grandes diferenças de tarifa elétrica entre a ponta de carga e fora dela, foi encontrada a possibilidade da utilização desse tipo de sistema em industrias de médio e grande porte / Abstract: This work analyses the technical and economical viability of electrolytic hydrogen generation systems which used power during off-peak power demand and reconverted the energy stored in the form of hydrogen during peak hours by means of fuel cells. For this purpose, a pilot system for producing and reconverting hydrogen was built in order to determine the best operating conditions and power efficiency for each component if the system. The results obtained were used for the economical viability analysis of these systems in industrial use. For the pilot system analyzed, the results show a global energy efficiency of 16.4% and, for significant differences between the peak and off-peak power tariffs, that this kind of system may be used in medium and large companies / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Orientador : Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T09:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franco_LuizCarlosDalprat_M.pdf: 5493572 bytes, checksum: 284086d830aa751421a70472819e5326 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Os sistemas de termo-acumulação para instalações de ar-condicionado mais usuais são os que se utilizam a água (com ou sem mudança de fase) como fluido acumulador. Um dos aspectos mais inconvenientes desses sistemas é o grande espaço ocupado pelos acumuladores propriamente ditos, espaço esse nem sempre disponível no local da obra. Se a massa total acumuladora for distribuída para junto dos centros de carga, talvez se tome possível à aplicação em muitos casos que de outra forma não poderiam contar com a termo-acumulação. O presente trabalho faz um estudo da possibilidade de execução de um armazenador desse tipo, utilizando gelo. Como se pretende construir o armazenador em plástico (PVC), o trabalho faz também a determinação da condutibilidade térmica do material. O trabalho incorpora ainda um levantamento de patentes relativas ao assunto / Abstract: Thermal storage equipment for air conditioning systems usually employs water (either with or without phase change) as the storage media. One of the greatest draw-backs in this case is the large space used up by the ice or water bank proper. Very frequently, the space is simply not available at the job site. If the total storage mass could be dispersed in the building, dose to the thermal load sources, thermal storage could be provided with systems that otherwise would be deprived of this feature. This work carries out a proof of concept analysis of equipment for this kind of thermal storage, using ice. Since the intent is that plastic (PVC) be the material of construction, results of the experimental determination of the thermal conductivity of the material are also presented. A review of the patent literature on the subject is also part of the work / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica