Orientador: Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-14T02:36:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_MonicaMaria_M.pdf: 1745607 bytes, checksum: 16d5d95a20cd77c5f3b008b47e479622 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Esta pesquisa apresenta o modelo analítico e as predições numéricas de uma unidade de armazenamento térmico com tubos aletados axialmente e comparada a uma unidade sem aletas. No sistema estudado, o material de mudança de fase é colocado na carcaça. Os tubos aletados axialmente são igualmente espaçados num arranjo triangular extendendo ao longo do eixo da unidade. Os tubos de alimentação e descarga são conectados a unidade. A formulação matemática é baseada numa análise bidimensional para o problema de mudança de fase em torno de um cilindro aletado externamente, a equação da energia é escrita na forma entálpica e o processo de transferência de calor é regido por condução pura. O calor sensível armazenado no material de mudança de fase é desprezível quando comparado ao seu calor latente. A temperatura de entrada do fluido de trabalho na unidade de armazenamento de calor é assumida constante em função do tempo. O coeficiente de transferência de calor entTe o fluido e o tubo aletado é considerado constante ao longo da parede do tubo. A solução numérica da equação da energia é baseada no método de volume finito e o esquema ADI. O acoplamento do problema acima mencionado com o fluxo do fluido de trabalho é obtido pelo balanço de energia no elemento de fluido e assim obtendo a temperatura média de mistura em função do tempo e da posição. . Os resultados numéricos mostram os efeitos do comprimento, espessura e número de aletas, efetividade e NTU. São também incluídas comparações entre o tubo aletado e sem aletas / Abstract: In this research are presented the analytical model and numerical predictions of axially finned PCM storage unit together with comparisons of a PCM storage unit without fins. In the studied case, the phase change material (PCM) was put in the shell. The axial finned tubes are located in equally spaced triangular arrangement extending along the axis of the tank between its covering ends. Feeding and discharge tubes are connected to the tank. The mathematical formulation is based upon two dimensional analysis for the phase change problem around an externally finned cylinder, where the energy equation is written in its enthalpic form and heat transfer process is controlled by pure conduction. The sensible heat transfer part of the phase change material was considered negligible compared with its latent heat. The working fluid inlet temperature of the storage tank is assumed constant with time and heat transfer coefficient between the fluid and the wall is considered constant'along the finned tube. The numerical solutions of the energy equation was based upon the control volume technique and ADI scheme. Coupling the above problem with the flow problem is achieved by performing an energy balance on the fluid element inside the tube and hence determine the fluid bulk temperature as a function of time and location along the finned tube. The numerical results show the effect of fins length, number of fins, fins thickness, effectiveness and NTU. Comparison between finned und unfinned cases is also included. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Hans Ingo Weber / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T21:47:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_CesardeSouza_M.pdf: 3153176 bytes, checksum: 8dcff66062b8de470c7f1636c54482b9 (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: É apresentada uma classificação sistemática dos trens de engrenagens planetários e suas variantes até considerar-se esgotadas todas as espécies existentes. Relações cinemáticas, de torque e rendimento são derivadas com o objetivo de contribuir para o preenchimento de uma lacuna na bibliografia nacional e até estrangeira, sobre estes mecanismos. Os resultados obtidos são utilizados para o desenvolvimento de um método de síntese visando obter-se um planetário otimizado para um determinado tipo de sistema de transmissão e utilizado num protótipo estacionário de um veículo híbrido com unidade de volante para armazenamento de energia / Abstract: A systematic classification of the planetary gear trains and its various derivarions is presented until all possible kinds of specimes are comprised. Kinematic relationships, as well as the torque and the efficiency relations are derived. The results are applied in the development of a method of synthesis used to obtain an optimized planetary for a certain kind of transmission utilized in the stationary prototype of a hybrid vehicle with flywheel for energy storage / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Hans Ingo Weber / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T01:46:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraFilho_UlissesCorreade_M.pdf: 4959551 bytes, checksum: 513986393c6daeb427a0af3da8af5996 (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: Objetivando a minimização das perdas por atrito em volantes cilíndricos, foram executadas medidas experimentais das perdas por atrito com o ar de um protótipo de volante cilíndrico em função das medidas da caixa de proteção que envolve o volante. Os resultados foram analisados estatisticamente para a obtenção de uma equação empírica que represente o fenômeno. Foram também executadas medidas das perdas simulando-se um volante em forma de pacote para a obtenção de dados para futuras pesquisas de diminuição de perdas para este tipo de volante / Abstract: Experimental determination of the aerodynamic losses of a cylindrical flywheel prototype were done related to the dimensions of the flywheel housing, to minimize the losses of full scale models. The results were analyzed statistically to get an empirical equation that represents the problem. There were also taken measurements of losses when the flywheel consists of a package of cylindrical discs / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Hans Ingo Weber, Jose Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T17:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_VirgilioMendoncadaCostae_M.pdf: 3704362 bytes, checksum: 57373d223113186f640285fe3c0b1395 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Analisa-se dinamicamente um volante supercrítico para armazenamento de energia. Apresenta-se um modelo matemático do volante em sua estrutura de suporte, e analisa-se os movimentos 'whirling' livre e forçado, onde determina-se as velocidades críticas e amplitudes de vibração do volante. O volante tem formato anular preso por faixas a um cubo central. Desenvolveu-se também uma análise de estabilidade do sistema levando-se em consideração o amortecimento interno do material do eixo e das faixas do volante , e estuda-se a influência de um amortecimento esterno ao sistema, com a finalidade de aumentar suas regiões de estabilidade / Abstract: A supercritical flywheel for energy storage is analysed and its dynamiçal hehavior obtained. The mathematical model of an elastically supported flywheel is presented and free and forced whirling is investigated, to obtain critical velocities and amplitudes of vibration. The flywheel consists of a ring supported by spokes from the hub. A stability analysis is performed considering internal dlmping in the shaft and in the spokes and the stabilizing action for an external damper is investigated / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T19:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nebra_SilviaAzucena_M.pdf: 1578783 bytes, checksum: b0b0f2448f93bc4773f93c49ae2a87c8 (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Neste trabalho estuda-se a resposta dinâica de um sistema armazenador de calor latente, com o material armazenador encapsulado em tubos longos de alumínio, com uma deistribuição similar à usada em trocadores de calor convencionais. Foi desenvolvido um modelo analítico-numérico para o processo de fusão-solidificação num cilindro. O fluido do trabalho foi considerado à temperatura constante e também variável, respectivamente para efeitos de simulação das condições operacionais do sistema de armazenamento / Abstract: This research was devoted to the study of the dynamic response of latent heat storage system with the latent heat material encapsulated in long aluminium tubes with a distribution similar to that used in canventional heat exchangers. In this study an analytical numerical madel was developed for the fusion solidification process for the case of a cylinder the working fluid was considered both of constant and variable ternperature respictively to simulate the operational conditions of a storage system / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Kamal Abdel Radi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T17:43:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MagalhaesFilho_Paulo_D.pdf: 2359313 bytes, checksum: b0acebdb687b5e422c437cad3494076c (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Este trabalho apresenta em sua introdução, uma orientação sobre o problema de armazenamento de calor sensível, onde se destaca o caso onde o fluído escoa no interior de um cilindro oco, tendo a superfície externa isolada termicamente. A modelagem matemática e a solução numérica são feitas para que se tenha a previsão do comportamento da resposta transiente do calor sensível armazenado em sólidos de formato cilíndrico. A equação que descreve a distribuição de temperatura no sólido e a Equação de FOURIER e o método numérico utilizado e o método das Diferenças Finitas. Os materiais armazenadores e os fluidos utilizados são os pares aço-óleo térmico e concreto-ar, para os quais foram montados bancos de ensaios, distintos, com recursos que possibilitam a variação da temperatura e da vazão do fluído. Os resultados dos testes de carregamento e descarregamento são apresentados na forma de gráficos e tabelas. Comparando os resultados encontrados, através dos dados levantados experimentalmente e da previsão feita através da solução numérica-computacional, uma discussão é apresentada e utilizada para as conclusões e sugestões de aplicação dos resultados deste trabalho. Como aplicação, tem-se o projeto analítico e a verificação experimental de uma unidade armazenadora, fazendo também uma discussão dos resultados comparativos encontrados / Abstract: This work presents the results of a numerical model for a sensible heat storage system composed of hollow tubes and also the experimental analysis carried out to establish the validity of the model and the performance of the storage system under varying operational conditions. The analytical model developed is solved numerically using an interative finite difference method and the obtained results of temperature distribution in the solid and fluid as well as the heat stored are presented in a non dimensiona1 form. Experimentals are performed on a specially designed loop rig to test storage tanks. The rig enables using oil and air, control of temperature and flow rate. A very large number of thermocouples was distributed along and across the model as well as at the entry and exit sections of the working fluid in order to enable mapping of the temperature profiles. Two different model materials were used in this study: the first was ma de of steel for high temperature applications while the other was ma de of concrete. This work also presents a theoretical and experimental model to describle the transient behaviour of a sensible heat storage unit formed by arrays of thick steel tubes in the form of heat exchanger. In the proposed arrangement the hot and cold fluids can f10w in opposite and parallel directions to enable verifications of the theoretical results. Curves and tab1es of comparison between numerical results and the experiments are presented and discussions / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2017.

Orientador: Michael John Brennan / Banca: Fabricio César Lobato de Almeida / Banca: Gianluca Gatti / Título em portugues: Efeitos da vibração em linha férrea induzida pela passagem de trens em dispositivo de captação de energia / Resumo: Com avanços em tecnologia, e com a necessidade em buscar soluções para reduzir efeitos do aquecimento global, tornou captação de energia uma área de pesquisa popular. O particular interesse deste projeto é a extração de energia a partir de vibrações em ambientes no qual possui aplicação em ambientes hostis ou em áreas remotas. Este tipo de dispositivo possui a capacidade de alimentar sistemas microeletrônicos que utilizam pouca energia, por exemplo sensores de monitoramento da saúde estrutural, sensores sem fio, radio comunicação, etc. Neste trabalho, uma investigação é conduzida para determinar a quantidade de energia que pode ser extraída a partir de vibrações devido a passagem do trem. Um estudo é conduzido para investigar o design dos parâmetros ótimos para um extrator de energia submetido a vibrações induzidas por trens passando com diferentes velocidades. Dados de vibração de dois locais no Reino Unido é utilizado para este propósito. Uma expressão analítica aproximada para energia extraída por um extrator linear submetido a excitação periódica de tempo limitado é avaliado utilizando os componentes harmônicos das vibrações em um dormente. Os resultados são comparados com os obtidos através da análise numérica. Também, o comportamento de um extrator de energia linear submetido a vibrações induzidas por diversos trens passantes, é avaliado para trens com uma faixa de velocidade observado nos dados mensurados em Steventon / Abstract: With advances in technology, and with the need to seek for solutions to reduce the effects of global warming, makes energy harvesting a popular research topic. The particular interest in this project is the harvesting of energy from ambient vibrations, which has applications in hostile environments or in remote areas. This type of device has the capacity feed microelectromechanical systems that use a low power, for example sensors for structural health monitoring, wireless sensors, radio communications, etc. In this work, an investigation is conducted to determine how much energy can be scavenged from vibrations due the passage of a train. A study is conducted to investigate the optimum parameters design of an energy harvester subject to vibrations induced by trains passing at different speeds. Vibration Data from two sites in the United Kingdom is used for this purpose. An approximate analytical expression for energy harvested from a linear harvester subject to a time-limited periodic excitation is evaluated using the harmonic components of the sleeper vibrations. The results are compared with those obtained through numerical analysis. Also, the behaviour of the linear energy harvester subject to vibrations induced by several passing trains is evaluated for ranges of speeds observed in measurement data sets at Steventon site / Mestre

Made available in DSpace on 2015-10-06T13:02:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-10-06T13:19:18Z : No. of bitstreams: 1 000849610.pdf: 1060639 bytes, checksum: f7f529a2c97b379eced359bb7ae14e34 (MD5) / Com avanços em tecnologia, e com a necessidade em buscar soluções para reduzir efeitos do aquecimento global, tornou captação de energia uma área de pesquisa popular. O particular interesse deste projeto é a extração de energia a partir de vibrações em ambientes no qual possui aplicação em ambientes hostis ou em áreas remotas. Este tipo de dispositivo possui a capacidade de alimentar sistemas microeletrônicos que utilizam pouca energia, por exemplo sensores de monitoramento da saúde estrutural, sensores sem fio, radio comunicação, etc. Neste trabalho, uma investigação é conduzida para determinar a quantidade de energia que pode ser extraída a partir de vibrações devido a passagem do trem. Um estudo é conduzido para investigar o design dos parâmetros ótimos para um extrator de energia submetido a vibrações induzidas por trens passando com diferentes velocidades. Dados de vibração de dois locais no Reino Unido é utilizado para este propósito. Uma expressão analítica aproximada para energia extraída por um extrator linear submetido a excitação periódica de tempo limitado é avaliado utilizando os componentes harmônicos das vibrações em um dormente. Os resultados são comparados com os obtidos através da análise numérica. Também, o comportamento de um extrator de energia linear submetido a vibrações induzidas por diversos trens passantes, é avaliado para trens com uma faixa de velocidade observado nos dados mensurados em Steventon / With advances in technology, and with the need to seek for solutions to reduce the effects of global warming, makes energy harvesting a popular research topic. The particular interest in this project is the harvesting of energy from ambient vibrations, which has applications in hostile environments or in remote areas. This type of device has the capacity feed microelectromechanical systems that use a low power, for example sensors for structural health monitoring, wireless sensors, radio communications, etc. In this work, an investigation is conducted to determine how much energy can be scavenged from vibrations due the passage of a train. A study is conducted to investigate the optimum parameters design of an energy harvester subject to vibrations induced by trains passing at different speeds. Vibration Data from two sites in the United Kingdom is used for this purpose. An approximate analytical expression for energy harvested from a linear harvester subject to a time-limited periodic excitation is evaluated using the harmonic components of the sleeper vibrations. The results are compared with those obtained through numerical analysis. Also, the behaviour of the linear energy harvester subject to vibrations induced by several passing trains is evaluated for ranges of speeds observed in measurement data sets at Steventon site

Orientador: Kamal A. R. Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T04:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Radwan_MusaMohamed._D.pdf: 6267074 bytes, checksum: cedcc58662b2b3ebfd9f7033496e765c (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Neste estudo foi investigado numericamente a taxa de formação e o crescimento dos cristais de gelo num filme laminar descendente ao longo de uma placa vertical fria. A energia consumida na mudança de fase foi incluída na equação da energia na forma de termo fonte. Este estudo foi realizado em três etapas: na primeira etapa foi elaborado um modelo simplificado que considera um filme descendente de propriedades termofisicas constantes e assim foi estudado a hidrodinâmica e troca de calor. No segundo estudo foi considerado a condição axial e investigada a influência sobre os parâmetros hidrodinâmicos e térmicos. Na terceira e última etapa foi elaborado um modelo generalizado que considera propriedades termofisicas variáveis, considerando os efeitos do campo de escoamento, resolvendo-se as equações de Navier-Stokes para prever os efeitos hidrodinâmicos tais como espessura do filme, velocidade na superficie e a taxa do vazão sobre a concentração e o comportamento dos cristais de gelo. As equações governantes de massa, momento, energia e das fases foram resolvidas numericamente usando o esquema de diferenças finitas baseado no método do volume de controle. Os resultados mostram que o crescimento dos cristais é dominado pelo número de Reynolds e pelo o número de Stefan. O aumento do número de Reynolds resulta na redução da concentração dos cristais de gelo, por outro lado, a concentração dos cristais aumenta com o aumento do número de Stefan. Os cálculos o número de Nusselt local indicam que a presença dos cristais provoca aumento no coeficiente de troca de calor por cerca de 12% em relação ao caso de fase única / Abstract: In this work the rate of ice crystals growth in laminar free falling film over a cooled vertical plate has been investigated numerically. The phase change energy was included in the energy equation as a source term. These investigations are based on the variable properties model, and taking full account ofthe flow field effects, by solving the Navier-Stokes equations to predict the hydrodynamic effects such as film thickness , surface velocity, and the flow rate on the behavior of ice crystal concentration. The governing equations of mass, momentum, energy, and ice crystal species were solved numerically using the finite difference- based control volume method. It was determined that the growth of ice crystals in laminar free falling film is governed by two dimensionless parameters, namely Reynolds and Stefan numbers, increasing Reynolds number results in decreasing ice crystal concentration, on the other hand the concentration of ice crystals was found to increase as Stefan number increased. Calculations of the local Nusselt number have indicated that the presence of ice crystals can enhance the heat transfer coefficient by almost 12% compared to a single phase fluid / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica