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Condução de calor não-estacionária em paredes externas multi-compostas / Transient heat conduction in multilayered exterior walls

Beyer, Paulo Otto January 1998 (has links)
Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia semi-analítica com a finalidade de calcular o fluxo de calor não-estacionário em paredes externas multi-compostos de edificações, em uma e duas direções. A motivação que levou ao desenvolvimento deste assunto foi basicamente a necessidade do conhecimento dos fluxos de calor existentes em edificações. Esta aplicação tem grande impor-tância nos cálculos de carga térmica de ambientes com a finalidade de dimensionamento de sis-temas de ar condicionado. Nesta análise aparece como importante o fato de que a envoltória das edificações apresenta um comportamento térmico não-estacionário, principalmente devido às condições externas ja-mais estacionarem como conjunto. Este comportamento reflete-se diretamente no comportamen-to térmico dos ambientes internos da edificação, interferindo em aspectos importantes como con-forto térmico e sistemas de climatização. Procura-se então uma metodologia capaz de realizar de forma semi-analítica o cálculo dos fluxos de calor existentes na envoltória da edificação, dando especial atenção à paredes externas multicompostas. Para tanto, o problema diferencial em uma direção é transformado do domínio tempo para o domínio complexo s pela Transformada de Laplace, a equação resultante é trabalhada para en-contrarem-se as constantes de integração, e o retorno para o domínio tempo é feito pela integral de inversão resolvida por Quadratura Gaussiana. A metodologia de uma direção acima é aplicada em duas direções resolvendo o problema para temperaturas médias, de forma a reduzir o problema 2D para 1D. Nesta transformação, o efeito da segunda dimensão manifesta-se em um termo fonte. Para resolver este termo fonte é proposto o uso de uma equação auxiliar, que tem seus coeficientes encontrados iterativamente para cada ponto de Quadratura. Os dois procedimentos, 1D e 2D mostraram-se satisfatório, sendo que o procedimento 1D com ótima precisão, e o procedimento 2D necessitando, após o conhecimento do caminho mos-trado neste trabalho, uma maior pesquisa na equação ideal ao problema em análise, dependente das condições de contorno. A metodologia analítica procurada apresenta como principal vantagem em relação aos mé-todos numéricos tradicionais o fato de não necessitar incrementos seqüenciais no tempo e/ou es-paço. / In this work, the Laplace transform technique with numerical inversion is used to develop solutions for the problem of one and two-dimensional transient heat conduction in multilayered walls. In this method, the partial derivatives with respect to the time variable are removed from the differential equation by the application of the Laplace transform, the resulting system of ordi-nary differential equations is solved and the transform of the temperature is inverted by numeri-cal method. This method is based on Gaussian Quadrature, a method for the approximation of in-tegrals. To test the method, a comparison was made with the Transfer Function Method, and with the Finite Volumes Method. The two-dimensional problem is solved by reducing it to one-dimensional problem by the use of average temperatures across the x section, and introducing heat sources at the y boundary. The advantage of the Laplace/Gaussian method is that there is no need to step in time or position. The solution for any value of t or x can be found immediately.
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Condução de calor não-estacionária em paredes externas multi-compostas / Transient heat conduction in multilayered exterior walls

Beyer, Paulo Otto January 1998 (has links)
Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia semi-analítica com a finalidade de calcular o fluxo de calor não-estacionário em paredes externas multi-compostos de edificações, em uma e duas direções. A motivação que levou ao desenvolvimento deste assunto foi basicamente a necessidade do conhecimento dos fluxos de calor existentes em edificações. Esta aplicação tem grande impor-tância nos cálculos de carga térmica de ambientes com a finalidade de dimensionamento de sis-temas de ar condicionado. Nesta análise aparece como importante o fato de que a envoltória das edificações apresenta um comportamento térmico não-estacionário, principalmente devido às condições externas ja-mais estacionarem como conjunto. Este comportamento reflete-se diretamente no comportamen-to térmico dos ambientes internos da edificação, interferindo em aspectos importantes como con-forto térmico e sistemas de climatização. Procura-se então uma metodologia capaz de realizar de forma semi-analítica o cálculo dos fluxos de calor existentes na envoltória da edificação, dando especial atenção à paredes externas multicompostas. Para tanto, o problema diferencial em uma direção é transformado do domínio tempo para o domínio complexo s pela Transformada de Laplace, a equação resultante é trabalhada para en-contrarem-se as constantes de integração, e o retorno para o domínio tempo é feito pela integral de inversão resolvida por Quadratura Gaussiana. A metodologia de uma direção acima é aplicada em duas direções resolvendo o problema para temperaturas médias, de forma a reduzir o problema 2D para 1D. Nesta transformação, o efeito da segunda dimensão manifesta-se em um termo fonte. Para resolver este termo fonte é proposto o uso de uma equação auxiliar, que tem seus coeficientes encontrados iterativamente para cada ponto de Quadratura. Os dois procedimentos, 1D e 2D mostraram-se satisfatório, sendo que o procedimento 1D com ótima precisão, e o procedimento 2D necessitando, após o conhecimento do caminho mos-trado neste trabalho, uma maior pesquisa na equação ideal ao problema em análise, dependente das condições de contorno. A metodologia analítica procurada apresenta como principal vantagem em relação aos mé-todos numéricos tradicionais o fato de não necessitar incrementos seqüenciais no tempo e/ou es-paço. / In this work, the Laplace transform technique with numerical inversion is used to develop solutions for the problem of one and two-dimensional transient heat conduction in multilayered walls. In this method, the partial derivatives with respect to the time variable are removed from the differential equation by the application of the Laplace transform, the resulting system of ordi-nary differential equations is solved and the transform of the temperature is inverted by numeri-cal method. This method is based on Gaussian Quadrature, a method for the approximation of in-tegrals. To test the method, a comparison was made with the Transfer Function Method, and with the Finite Volumes Method. The two-dimensional problem is solved by reducing it to one-dimensional problem by the use of average temperatures across the x section, and introducing heat sources at the y boundary. The advantage of the Laplace/Gaussian method is that there is no need to step in time or position. The solution for any value of t or x can be found immediately.
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Condução de calor não-estacionária em paredes externas multi-compostas / Transient heat conduction in multilayered exterior walls

Beyer, Paulo Otto January 1998 (has links)
Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia semi-analítica com a finalidade de calcular o fluxo de calor não-estacionário em paredes externas multi-compostos de edificações, em uma e duas direções. A motivação que levou ao desenvolvimento deste assunto foi basicamente a necessidade do conhecimento dos fluxos de calor existentes em edificações. Esta aplicação tem grande impor-tância nos cálculos de carga térmica de ambientes com a finalidade de dimensionamento de sis-temas de ar condicionado. Nesta análise aparece como importante o fato de que a envoltória das edificações apresenta um comportamento térmico não-estacionário, principalmente devido às condições externas ja-mais estacionarem como conjunto. Este comportamento reflete-se diretamente no comportamen-to térmico dos ambientes internos da edificação, interferindo em aspectos importantes como con-forto térmico e sistemas de climatização. Procura-se então uma metodologia capaz de realizar de forma semi-analítica o cálculo dos fluxos de calor existentes na envoltória da edificação, dando especial atenção à paredes externas multicompostas. Para tanto, o problema diferencial em uma direção é transformado do domínio tempo para o domínio complexo s pela Transformada de Laplace, a equação resultante é trabalhada para en-contrarem-se as constantes de integração, e o retorno para o domínio tempo é feito pela integral de inversão resolvida por Quadratura Gaussiana. A metodologia de uma direção acima é aplicada em duas direções resolvendo o problema para temperaturas médias, de forma a reduzir o problema 2D para 1D. Nesta transformação, o efeito da segunda dimensão manifesta-se em um termo fonte. Para resolver este termo fonte é proposto o uso de uma equação auxiliar, que tem seus coeficientes encontrados iterativamente para cada ponto de Quadratura. Os dois procedimentos, 1D e 2D mostraram-se satisfatório, sendo que o procedimento 1D com ótima precisão, e o procedimento 2D necessitando, após o conhecimento do caminho mos-trado neste trabalho, uma maior pesquisa na equação ideal ao problema em análise, dependente das condições de contorno. A metodologia analítica procurada apresenta como principal vantagem em relação aos mé-todos numéricos tradicionais o fato de não necessitar incrementos seqüenciais no tempo e/ou es-paço. / In this work, the Laplace transform technique with numerical inversion is used to develop solutions for the problem of one and two-dimensional transient heat conduction in multilayered walls. In this method, the partial derivatives with respect to the time variable are removed from the differential equation by the application of the Laplace transform, the resulting system of ordi-nary differential equations is solved and the transform of the temperature is inverted by numeri-cal method. This method is based on Gaussian Quadrature, a method for the approximation of in-tegrals. To test the method, a comparison was made with the Transfer Function Method, and with the Finite Volumes Method. The two-dimensional problem is solved by reducing it to one-dimensional problem by the use of average temperatures across the x section, and introducing heat sources at the y boundary. The advantage of the Laplace/Gaussian method is that there is no need to step in time or position. The solution for any value of t or x can be found immediately.
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A influência do cobre nas microestruturas e propriedades mecânicas de uma liga Al2%Ni solidificadas com fluxo de calor unidirecional e transiente

Carvalho, Rosimeire Silva de 21 December 2016 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-08T17:17:12Z No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-03T22:48:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T22:48:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / As características mecânicas e químicas dos produtos metálicos solidificados dependem do arranjo microestrutural, mais especificamente do tamanho de grão e espaçamentos celulares ou dendríticos, das heterogeneidades de composição química, do tamanho, forma e distribuição das inclusões. A fusão de metais e, consequentemente, a solidificação, são etapas importantes na obtenção dos mais variados bens no nosso dia-a-dia. Neste trabalho, foram conduzidos experimentos de solidificação unidirecional em regime transiente (vertical ascendente) para asolidificação de ligas do sistema alumínio-níquel. Esta análise visa investigar experimentalmente o efeito das composições nos principaisparâmetros do processo de solidificação e sua influência nas estruturas de solidificadas. Após a obtenção dos lingotes e registrados das variações de temperatura, foram determinados os seguintes parâmetros de solidificação: velocidade de avanço da frente de solidificação, gradiente de temperatura em frente à isoterma liquidus, taxa de resfriamento e tempo local de solidificação. As macroestruturas obtidas evidencia estruturas colunares e as microestruturas aspecto dendrítico determinados através da microscópia óptica. É estabelecida no trabalho uma comparação entre os espaçamentosdendríticos e interdendríticos em relação adição do cobre determinadas pela microscópia eletrônica de varredura (MEV). Osespaçamentos dendríticosprimários experimentais referentes a solidificação das ligas Al2%Ni com 0,5%; 1,0% e 1,5%, são usados para estimar o módulo de elasticidade através do ensaio Sonelastic , dureza Brinell e microdurezaVickers correlacionando-os seus valores em relação ao efeito da adição do cobre com teores variados. / The mechanical and chemical characteristics of the solidified metal products depend on the microstructural arrangement, more specifically on grain size and cellular or dendritic spacing, heterogeneities of chemical composition, size, shape and distribution of inclusions, etc. The fusion of metals and, consequently, the solidification are important steps in obtaining the most varied goods in our daily life. In this work, unidirectional solidification experiments were carried out in a transient regime (vertical ascending). The study of the solidification of metals and alloys in metal / mold system aims to find ways to combine the best desired characteristics and at the same time prevent the occurrence of defects during the solidification process, considering the importance of the correlation of the mechanical properties of A piece with structural morphology, at the microstructural levels. This analysis aims to experimentally investigate the effect of the compositions on the main parameters of the solidification process and their influence on the solidified structures. After the ingots were obtained and recorded of the temperature variations, the following solidification parameters were determined: solidification front feed rate, temperature gradient in front of the liquidus isotherm, cooling rate and local solidification time. The obtained macrostructures evidences columnar structures and dendritic aspect microstructures determined by optical microscopy. A comparison between dendritic and interdendriticspacings in relation to copper addition determined by scanning electron microscopy (SEM) is established in the paper. The experimental primary dendritic spacings referring to the solidification of Al2% Ni alloys with 0.5%; 1.0% and 1.5% are used to estimate the modulus of elasticity through the Sonelastic test, Brinell hardness and Vickers microhardness, correlating their values in relation to the effect of the addition of copper with varied contents.
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Modelagem numérica de fluxos turbulentos parietais de calor em escoamentos incompressíves

Lino, Rodrigo Carrijo 18 September 2006 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-11-17T10:55:11Z No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) / Approved for entry into archive by Carolina Campos(carolinacamposmaia@gmail.com) on 2009-11-19T19:49:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-19T19:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte2.pdf: 4617649 bytes, checksum: e6728e17d14e794f9169f6412d0dda60 (MD5) 2006_Rodrigo Carrijo Lino_parte1.pdf: 10496667 bytes, checksum: 24c3c640fe03d9a3e3569f958ec677be (MD5) Previous issue date: 2006-09-18 / Este trabalho apresenta a modelagem numérica das camadas limites fluidodinâmica e de temperatura, criadas por escoamentos forçados, turbulentos e incompressíveis de ar, sobre placas planas horizontais, tendo como meta a determinação do fluxo de calor que se estabelece entre a placa e o escoamento. Na situação física analisada as camadas limites de velocidade e de temperatura não se iniciam no mesmo ponto da placa, sendo separadas por um comprimento pré-estabelecido. No início da placa a formação de camada limite térmica é inibida pela igualdade entre as temperaturas do escoamento e da placa. A camada limite térmica tem início a partir do ponto em que a temperatura da placa plana se diferencia da temperatura do escoamento. Em todas as situações estudadas a camada limite térmica se desenvolve sobre parede isotérmica. São ensaiadas dez placas que se diferenciam pelo comprimento do trecho adiabático da placa, pela temperatura do trecho aquecido e pela velocidade do escoamento externo. A faixa de variação para os números de Reynolds locais, definidos pelo comprimento longitudinal das placas é definida no intervalo de 5x105< Re< 107. Os baixos números de Mach e as pequenas diferenças de temperatura dos escoamentos analisados permitem que sejam desconsiderados, respectivamente, os efeitos de compressibilidade e de variação das propriedades termodinâmicas do ar. As principais conseqüências destas condições são: desacoplamento entre as camadas limites fluidodinâmica e térmica e o comportamento linear da equação da energia. O objetivo deste trabalho é analisar, de forma qualitativa e quantitativa, o desempenho operacional do código computacional proposto para a modelagem de fluxos turbulentos de calor em escoamentos parietais. O fechamento do sistema de equações médias é obtido com o emprego do modelo k-epsilon para a representação do tensor de Reynolds, sendo a correlação entre as flutuações de velocidade e temperatura que definem o fluxo turbulento de calor, modelada algebricamente a partir de um número de Prandtl turbulento com valor constante. As condições de contorno de velocidade e de temperatura no contorno físico do domínio de cálculo são calculadas, respectivamente, por duas leis de parede de velocidade e duas de temperatura. A discretização temporal é obtida por uma aproximação de primeira ordem baseada em um algoritmo de diferenças finitas do tipo semi-impícito seqüencial com erro de truncamento de primeira ordem, que permite a linearização do sistema de equações a cada passo no tempo. A discretização espacial do domínio de cálculo é obtida com elementos finitos triangulares P1-isoP2. A resolução das equações acopladas de continuidade e quantidade de movimento é feita por uma variante do algoritmo de Uzawa. Os resultados obtidos numericamente são confrontados a soluções analíticas complementadas por correlações empíricas e a dados experimentais. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a numerical study of both hydrodynamics and thermal boundary layers in forced incompressible turbulent flows over an horizontal flat plate. The main goal of the work is to determine the turbulent heat flux between the plate and the flow. The starting point of the hydrodynamic boundary layers are not necessarily the same but along the thermal boundary layer. Ten different cases are analyzed where the distance between the starting points of the boundary layers, the plate temperature and the non-disturbed velocity intensity are the parameters of the study. A Reynolds averaged Navier-Stokes approach is employed. The closure problem is achieved by a _ − _ model associated with a constant turbulent Prandtl assumption in order to predict the the temperature/velocity correlations. Two different law of the wall for velocity and temperature are used for modeling of the turbulent boundary conditions. The temporal discretization is made by an first-order approximation based on a semiimplicit finite-differences algorithm. The spatial domain is discretized by a finiteelement technic with P1-isoP2 elements. The velocity-pressure coupling is made by the Uzawa algorithm. The ability of the proposed model in predict the heat flux through the plate is analyzed both qualitatively and quantitatively by confronting numerical and experimental results.
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Análise da influência da condução térmica em mini-bacias de sal com base em modelos de elementos finitos

DANTAS, Rafaela Roberta Lima 26 August 2013 (has links)
Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-10T13:51:54Z No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_RAFAELA_DANTAS_2013.pdf: 5538576 bytes, checksum: dd212bb6892e5b1804381b17e5fd103d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-10T13:51:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_RAFAELA_DANTAS_2013.pdf: 5538576 bytes, checksum: dd212bb6892e5b1804381b17e5fd103d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 / Pesquisas sobre rochas evaporíticas tem absorvido enorme esforço das áreas de engenharia e geociências devido à sua importância no processo exploratório e durante o desenvolvimento de reservatórios de petróleo. Um fator importante em relação aos evaporitos é que estes apresentam condutividade térmica superior aos demais tipos de rochas. Devido à sua maior eficiência na condução de calor, estes atuam como camadas que criam áreas onde pode ocorrer um incremento no fluxo geotérmico em direção à parte superior de sucessões sedimentares. Este processo transforma o corpo evaporítico em um conduto de escoamento do calor, que é absorvido na região inferior e transferido para a parte superior da massa de rochas salinas. Este efeito apresenta importância na influência térmica em sistemas petrolíferos, pois pode funcionar como um agente de aceleração ou redução do efeito de maturação de rochas geradoras. O presente trabalho realizou um estudo da condução de calor em estruturas de depocentros formados sobre camadas de sais de halita, denominadas mini-bacias de sal, observando as possíveis diferenças causadas pelas geometrias associadas à sua geração. Para a composição do modelo geológico real foi utilizada uma seção geológica de uma mini-bacia desenvolvida sobre a camada de sal, na região de águas profundas da Bacia de Santos, SE do Brasil. A seção geológica foi utilizada para a construção de um modelo 2D considerando uma malha de elementos finitos. Os parâmetros geológicos foram empregados para a caracterização do modelo computacional (petrofísica, fluxo térmico, espessura, litologias), que foi processado no código “in house” CODE_BRIGHT, para a simulação do efeito térmico. Um período de cinco milhões de anos foi aplicado para se observar o efeito do fluxo de calor. A simulação mostrou que o efeito de ascensão das isotermas é influenciado pela configuração geométrica das paredes das mini-bacias, por sua configuração geral. Observouse que rochas geradoras na porção basal de mini-bacias mais largas podem entrar na zona de maturação térmica em profundidades mais rasas, devido ao efeito de ascensão das isotermas promovido pelo efeito chaminé do sal.
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Implementação de modelos atualizados de gás cinza no software FDS para predição do fluxo de calor radiativo em incêndios

Fernandes, Cássio Spohr January 2018 (has links)
Este trabalho tem como objetivo implementar e testar modelos de gás cinza atualizados na rotina de radiação térmica do software Fire Dynamics Simulator (FDS), além da utilização do próprio modelo de gás cinza disponível no software, para a predição do fluxo de calor radiativo. Os modelos de gás cinza estudados foram o modelo padrão do software FDS (aqui denominado como GC1), e os modelos de gás cinza mais atuais: o GC2, no qual o coeficiente de absorção do meio participante é dado por relações polinomiais, e o GC3, sendo este um modelo de gás cinza que baseia o cálculo do coeficiente de absorção no modelo WSGG. Os novos modelos de gás cinza foram implementados no código fonte do software FDS, o qual é um código aberto, e a verificação da implementação foi realizada através da solução numérica do equacionamento utilizando os valores reportados pelo software. Com os novos modelos de gás cinza já corretamente implementados, passou-se então para a simulação computacional dos casos previamente selecionados. Para todos os modelos de gás cinza, foram simulados incêndios em poças, para diferentes combustíveis (etanol, n-heptano e metanol) em diferentes cenários de incêndio, considerando ou não a presença de fuligem no sistema. Os cenários de incêndio eram: (i) totalmente fechado, (ii) totalmente aberto e (iii) com uma condição intermediária, fechado, porém com uma abertura para o meio externo. Um estudo de análise de malha e de diferentes parâmetros, como o estudo da quantidade necessária de ângulos sólidos discretos, foram realizados para correta padronização dos parâmetros. As simulações computacionais foram validadas para o modelo de gás cinza padrão do FDS através da comparação de resultados com aqueles reportados na literatura específica de cada caso. Com os modelos já validados simulou-se novamente cada cenário de incêndio com os diferentes modelos de gás cinza anteriormente implementados. A partir da análise dos resultados obtiveram-se boas concordâncias para os campos de temperatura, frações molares tanto de CO2 quanto de H2O e para as frações volumétricas de fuligem. Os fluxos de calor radiativos foram corretamente preditos para todos os modelos de gás cinza implementados. O modelo GC2 apresentou resultados com desvios médios na faixa de 15%, o modelo de gás cinza baseado no WSGG (GC3) apresentou os melhores resultados, com erros médios inferiores a 10%, enquanto que o modelo padrão do software, GC1, apresentou resultados intermediários. / This work aims to implement and test updated gray gas models in the thermal radiation routine of the Fire Dynamics Simulator (FDS) software, as well as the use of the gray gas model available in the software to the prediction of radiative heat flux. The gray gas models studied were the default model of the FDS software (determined GC1), and the most current gray gas models: the GC2, in which the absorption coefficient of the participant medium is given by a polynomial relations, and the GC3, which is a gray gas model that was based on the calculation of the absorption coefficient in the WSGG model. The most recently gray gas models were implemented in the source code, which is an open source, and the verification of the implementation was performed by the numerical solution of the equations from the reported values of the software. With the new gray gas models already implemented, the next step was the computational simulation of the previously selected cases. For all the gray gas models, pool fires were simulated different scenarios of fire for different fuels (ethanol, nheptane and methanol), with and without considering soot presence in the system. The fire scenarios were: (i) fully closed, (ii) fully open and (iii) with an intermediate condition, closed but with an opening to the external environment. A study of a mesh analysis and different parameters, such as the study of the required amount of discrete solid angles, were performed to correct the standard parameters. The computational simulations were verified for the default gray gas model of the FDS by comparing the simulations results with those reported in the specific literature of each case. With the models already verified, each fire scenario was simulated with the different gray gas models previously implemented. From the analysis of the results, good agreements were obtained for the fields of temperature, molar fraction of CO2 and H2O and soot volume fraction. The radiative heat fluxes were correctly predicted for all gray gas models early implemented. The GC2 model present results with average deviation in the range of 15%, the gray gas model based on WSGG (GC3) presented the best results, with average deviation lower than 10%, while the default software model (GC1) presented intermediate results.
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Ilha de calor urbana: diagnóstico e impactos no microclima da região metropolitana de Macapá, AP.

SILVA, Ana Paula Nunes da. 30 August 2018 (has links)
Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-30T13:43:17Z No. of bitstreams: 1 ANA PAULA NUNES DA SILVA - TESE (PPGMet) 2016.pdf: 25525790 bytes, checksum: 973f4462b19d6c6616cfec5845906a37 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-30T13:43:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA PAULA NUNES DA SILVA - TESE (PPGMet) 2016.pdf: 25525790 bytes, checksum: 973f4462b19d6c6616cfec5845906a37 (MD5) Previous issue date: 2016-05-06 / CNPq / O objetivo deste trabalho foi verificar a ocorrência de ilha de calor urbana (ICU) e sua influência no microclima na Região Metropolitana de Macapá (RMM), situada no Nordeste da Amazônia Legal, já que esta região vem apresentando um rápido processo de urbanização. Este processo de crescimento urbano provoca mudanças na cobertura e uso do solo, que podem modificar diretamente o balanço de energia em superfície gerando modificações na atmosfera que podem variar da escala local até a regional. Para verificar o crescimento urbano da RMM utilizou-se imagens do LANDSAT TM e OLI/TIRS de cinco diferentes épocas e através da classificação supervisionada MAXVER, verificou-se a expansão da classe área construída entre 1986 e 2015, classe que subentende a malha urbana. Uma análise climática com dados de precipitação e temperatura, permitiu verificar que possivelmente a variabilidade da temperatura e precipitação encontrada deve estar mais associado com eventos como El Niño do que com mudanças climáticas, entretanto, as tendências de aquecimento observadas podem estar relacionadas com o crescimento urbano. Para entender os impactos do crescimento urbano na modificação do microclima da RMM analisou-se índices de extremos climáticos de duas estações meteorológicas: uma situada no perímetro urbano e outra numa área rural da RMM. Verificou-se que as maiores mudanças térmicas ocorreram na área mais afastada da cidade, fato devido às mudanças de uso do solo na região periférica da RMM, enquanto que os índices relacionados a precipitação foram mais significativos na área urbana. Foram instalados termo-higrômetros em quatro pontos da RMM em áreas suburbanas e rurais para analisar os índices ICU, verificou-se que o índice sazonal de ICU foi maior (menor) nos meses de março a abril (outubro a dezembro), enquanto o índice horário obteve diferentes resultados de acordo com a época do ano: no mês chuvoso (seco) foi mais intenso no início da noite (do dia) com valor para a RMM atingiram valores máximos de 6°C (4,9°C). Na análise da Ilha de Calor Urbana em Superfície (ICUS) utilizaram-se cinco imagens de satélite e se verificou que em todas as imagens houve a comprovação de ICUS com núcleos nos centros da malhas urbanas das duas cidades da RMM e num distrito situado entre os dois centros urbanos analisados. Verificando os índices de conforto térmico gerados pela formação de ICU na RMM, comprovou-se que a região central da RMM apresenta os maiores valores e, que os índices de calor e de temperatura efetiva apresentaram boa relação com a percepção térmica da população de RMM, entrando o índice de conforto humano não se mostrou aplicabilidade na região em estudo. / The goal of the this Doctoral Thesis is to verify the occurrence of the Urban Heat Island (UHI) in the Macapá Metropolitan Area (RMM) Micro climate, which is placed in the Legal Amazon Northeast, due to the fact of the fast urbanization of the area. The development of the urban areas causes changes on the cover and use of the soil which could have a direct effect on the surface energy balance that may result in atmospheric modification in a local, or even regional,scale. In order to verify the RMM urban development, were used images from LANDSAT TM and OLI/TIRS of five different periods. Therefore, through the supervised classification MAXVER, it was possible to verify a expansion of the build-up area, the class of soil that covers the urban sheet, between 1986 and 2015. A climatic Analysis containing precipitation and temperature data showed that, probably, the variation of precipitation and temperature which appeared in the numbers presented are more likely to be associated with specific events, e.g. El Niño, than with the climatic changes. How ever, the growing heat trend observed during the research may be related to the urban development. In order to understand the impact of the development of the urban areas in the modification of the RMM micro climate, extreme climatic levels from two meteorologic bases were adopted: one of the those was placed within the urban perimeter; while the other was located in the RMM rural area. The data collected showed the biggest thermal changes took place further from the city, due to changes in the use of the soil in the isolated region of the RMM. About the levels related to precipitation, they were more significant in the urban areas. Term-hygrometers were installed in four different spots of the RMM, in suburban and rural areas, with the objective of analyzing the UHI levels. It was possible to verify that the season UHI levels were bigger (smaller) between March and April (October and December). The schedule levels showed different results along the year: during the rainy month (dry) it was more intense in the beginning of night (day) reaching maximum levels, in the RMM, of 6.0ºC (4.9ºC). For the analysis of the Urban Heat Island on Surface (SUHI) 5 satellite images were used and it was possible to verify in all of them the existence of ICUS with their cores located in the center of the urban sheets of the two cities that form the RMM and in a district placed between them. Trough the verification of the heat levels generated by the UHI formation in the RMM, it was possible to probe that the central area of the RMM presents the biggest values, and the IC and ITE levels are well connected to the RMM population's thermal perception. Considering the ICH it was evident the applicability of this Thesis in the area of the research.
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Desenvolvimento de um equipamento para medição de emissividade / Development of an equipament to emissivity measurement

Perin, Aryston Luiz January 2009 (has links)
Este trabalho apresenta a metodologia empregada para desenvolvimento e utilização de um equipamento para medir valores de emissividade hemisférica. O referido equipamento permite efetuar simultaneamente medidas de emissividade através do método calorimétrico e do método radiométrico. O calorímetro mede o fluxo de calor entre duas superfícies paralelas e horizontais, onde a superfície superior é aquecida por uma fonte de corrente elétrica de alta estabilidade. As temperaturas das duas superfícies são determinadas quando o sistema atinge o equilíbrio térmico. A superfície aquecida é protegida por uma guarda térmica fazendo com que toda a potência elétrica seja dissipada à superfície inferior, que por sua vez é refrigerada com um sistema que utiliza pastilhas Peltier. O fluxo de calor é medido e seu valor é utilizado em uma equação onde as emissividades de ambas as superfícies são participantes. O radiômetro utiliza sensores detectores térmicos que convertem em sinal elétrico o efeito de aquecimento decorrente da incidência deste fluxo de calor radiante entre as duas superfícies. A partir de experimentos com superfícies de emissividades conhecidas, parâmetros fixos do equipamento foram determinados estando o mesmo apto a medir superfícies com valores de emissividade desconhecidos. O trabalho analisa também os erros experimentais intrínsecos do instrumento. / This work presents the methodology used for development and use of an equipment to measure values of hemispherical emissivity. The equipment allows to make emissivity measurements simultaneously through the calorimetric method and of the radiometric method. The calorimeter measures the heat transfer between two parallel and horizontal surfaces, where the superior surface is heated up by a source of electric current of high sustainability. The temperatures of the two surfaces are determined when the system reaches the thermal equilibrium. The heated surface is protected by a thermal guard, wich makes all the eletrical power to be dissipated towards the inferior surface that is cooled by a Peltier system. The heat flux is measured and its value is used in an equation where the emissividades of both surfaces are important. The radiometer uses thermal detectors that convert in electric sign, the heating effect due to the incidence of this radiant heat flux between the two surfaces. Starting from experiments with surfaces of known emissivity, fixed parameters of the equipment were determined being the same capable to measure surfaces with unknown emissivity values. The work also analyzes the experimental intrinsic errors of the apparratus.
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Quantificação e análise dos componentes do balanço de energia nas áreas de floresta e de pastagem da região amazônica / Quantification and analysis of energy balance components in forest and pasture sites of the amazon region

Teixeira, Delton Wagner 25 March 1999 (has links)
Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-26T11:34:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9479719 bytes, checksum: b46193bef62b3d53c1bf8161e6f85d78 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T11:34:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 9479719 bytes, checksum: b46193bef62b3d53c1bf8161e6f85d78 (MD5) Previous issue date: 1999-03-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No presente trabalho, utilizou-se de dados do projeto ABRAÇOS (“Anglo-Brazilian Amazonian Climate Observation Study”) coletados nos sítios experimentais de floresta e de pastagem, nos períodos de 08/08 a 05/10 de 1992, 04/04 a 26/07 de 1993 e 13/08 a 24/08 de 1994, em Ji-Paraná-RO, e no período de 07/10 a 26/10 de 1993, em Marabá-PA. Os [luxos de calor latente e calor sensível foram medidos por um sistema de covariância de vórtices turbulentos, sistema EddySol, desenvolvido na “University of Edinburgh”, Escócia. As outras variáveis meteorológicas utilizadas, incluindo-se o saldo de radiação e o fluxo de calor no solo, foram medidas em estações meteorológicas automáticas, instaladas nos sítios experimentais. O objetivo deste trabalho foi analisar as variações diurnas e noturnas dos componentes do balanço de energia e as variações na partição de energia em dois sítios experimentais de floresta e de pastagem, em Ji-Paraná, RO, e Marabá, PA. As principais conclusões foram: as comparações simultâneas dos componentes do balanço de energia entre floresta e pastagem evidenciaram diferenças estatisticamente significantes em todas as campanhas; a maior contribuição do fluxo de calor latente no balanço de energia em relação aos outros componentes, durante o período diurno, foi caracterizada pela relação LE/Rn, que apresentou valor médio de 0,68 para a floresta e de 0,62 para a pastagem, sendo LE o fluxo de calor latente e Rn o saldo de radiação; as regressões lineares das médias horárias do fluxo de calor latente e do saldo de radiação, durante o período diurno, apresentaram coeficientes de determinação superiores a 0,85 e coeficiente angular, que variou de 0,54 na pastagem a 0,67 na floresta; e a razão de Bowen, durante o período diurno, variou de 0,18 a 0,59, na pastagem, com um valor médio de 0,40, ao passo que na floresta B variou de 0,12 a 0,25, com um valor médio de 0,20. / The present work was based on data of the project ABRACOS (Anglo-Brazilian Amazonian Climate Observation Study), collected at the experimental sites of forest and pasture, in Ji-Paraná-RO, during the periods of 08/08 to 05/10 of 1992; 04/04 to 26/07 of 1993 and 13/08 to 24/08 of 1994, and in Marabá-PA, during the period of 07/10 to 26/10/93. The latent and sensible heat fluxes were measured using the eddy correlation technique, EddySol system, developed in the University of Edinburgh, Scotland. The other meteorological variables used, including net radiation and soil heat flux, were measured in an automatic weather station, installed at each experimental site. The objectives of this work were to analyze the diurnal and noctumal variations of the components of the energy balance, and the variations in the partition of energy in the two experimental sites of forest and of pasture, in Ji-Paraná-RO and Marabá-PA. The main conclusions of this work wereza) the simultaneous comparisons of the components of the energy balance between forest and pasture showed significant statistical differences in all campaigns; b) the largest contribution of the latent heat flux in the energy balance, in relation to the other components, during the diurnal period, was based on the relationship LE/Rn, that presented mean values of 0,68 and 0,62, for the forest and the pasture sites, respectively; c) the linear regressions between hourly averages of latent heat fluxes and net radiation, during the diurnal period, presented coeflicients of determination greater than 0,85, with slope, ranging from 0,54 in the pasture to 0,67 in the forest;d) the Bowen ratio (13), during the diurnal period, ranged from 0,18 to 0,59, in the pasture, with a mean value of 0,40, while in the forest, B, ranged from 0,12 to 0,25, with a mean value of 0,20.

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