[pt] O presente trabalho diz respeito ao desenvolvimento de um modelo semiteórico de simulação para um ciclo transcrítico de compressão de vapor empregando, como fluido refrigerante o dióxido de carbono, R744. Com base no modelo matemático dos componentes do ciclo (um compressor, uma válvula de expansão, um evaporador, um resfriador de gás, um acumulador de sucção e um intercambiador de calor), operando em regime permanente, foi proposto o desempenho de um sistema de ar condicionado automotivo, em condições de temperaturas ambientes elevadas.Um programa escrito em FORTRAN foi desenvolvido para calcular o desempenho do ciclo e os resultados foram comparados com dados experimentais publicados em McEnaney et al. (1999). As propriedades do R744 foram calculadas com subrotinas do pacote REFRIPROP, desenvolvido no NIST, EUA. / [en] The present work says respect to the development of a semitheoretical model of simulation for a transcrítico cycle of vapor compression using, as fluid cooling the dioxide of carbon, R744. On the basis of the mathematical model of the components of the cycle (a compressor, a valve of expansion, a gas evaporator, cooler, an accumulator of suction and a intercambiador of heat), operating in permanent regimen, was considered the performance of a automotivo conditional air system, in conditions of raised ambient temperatures. A program written in FORTRAN was developed to calculate the performance of the cycle and the results had been compared with experimental data published in McEnaney et al. (1999). The properties of R744 had been calculated with subroutines from REFRIPROP, developed at NIST, U.S.A.

[EN] ABSTRACT In this work, a model of calculation for the design of cylindrical heat exchangers was developed for disinfection of soils and agricultural substrates in continuous. For this purpose, the ground is considered as a fluid, flowing through the central cylinder driven by a screw; though outer ring circulates a heat carrier which transfers heat to the agricultural substrate for its disinfestations, so that the transmission system is convective. For the dimensioning of the device thermodynamic properties of two types of agricultural substrates have been analyzed: a substrate red telzone and a substrate peat moss. Of each, density was calculated with averages 1169.603 kgm-3 and 300.23 kgm-3 respectively), specific heat (3.4 MJm-3°C-1 - 4.2 MJm-3°C-1), thermal conductivity (9.97 Jm-1s-1 and 8.6 Jm-1s-1) and thermal diffusivity (2.73 10-6 m-2s-1 and 2.45 10-6 m-2s-1) respectively. The influence of moisture and compaction in these parameters are analyzed. Furthermore we analyzed the convection system by three heat transfer: hot water, steam and hot air. Global transmission coefficient of the system was determined for each heat transfer, depending on the soil moisture content and velocity. A device has been built for the validation of the calculations. The heat transfer coefficient or film coefficient of the tested substrates, with the application of hot air, are: 0.73 J m-2s-1 and 0.65 Jm-2s-1 for red telzone and peat moss respectively. The testing of disinfection on a substrate red tezontle and substrate peat moss infected with fungus Fusarium oxysporum lycopersici, eliminated almost 100% of the colonies. After the disinfection jimote red plants (Solanum Lycopersicon, L.) were grown on the substrates treated and not developed affections. / [ES] RESUMEN En este trabajo se ha desarrollado un modelo de cálculo para el diseño de intercambiadores de calor de cilindros concéntricos para desinfección de suelos y sustratos agrícolas en continuo. Para ello se considera el sustrato agrícola como un fluido que circula por el cilindro central accionado por un tornillo sinfín; por la corona exterior circula un caloportador que cede el calor al sustrato a desinfectar, por lo que el sistema de transmisión es convectivo. Para el dimensionado del dispositivo se han analizado las propiedades termodinámicas de dos tipos de sustratos agrícolas: un sustrato telzone rojo y un sustrato peat moss. De cada uno de ellos se calculó la densidad con medias de 1169,603 kg m-3 y 300,23 kg m-3; calor específico (3,4 MJ m-3 ºC-1 y 4,1 MJ m-3 ºC-1); conductividad térmica (9,97 Jm-1s-1 y 8,6 Jm-1s-1) y difusividad térmica (2.73 10-6 m-2s-1, y 2,45 10-6 m-2s-1) respectivamente. Se analizó la influencia de la humedad y la compactación en estos parámetros. Por otra parte se ha analizado el sistema de convección de tres caloportadores: agua caliente, vapor de agua y aire caliente. De cada uno de ellos se determinó el coeficiente de transmisión de calor del sistema en función de la humedad y velocidad de circulación del sustrato. Se ha construido un dispositivo para la validación de los cálculos. Los coeficientes de película de los sustratos probados, con aplicación de aire caliente, son: 0,73 J m-2 s-1 y 0,65 J m-2 s-1 para telzone rojo y peat moss respectivamente Los ensayos de desinfección sobre ambos sustratos infectados con hongo Fusarium oxysporum lycopersici, eliminaron prácticamente el 100% de las colonias. Tras la desinfección, plantas de jimote rojo (Solanum lycopersicon, L.) fueron cultivadas sobre los sustratos tratados y no desarrollaron afecciones. / [CA] RESUM En aquest treball s'ha desenvolupat un model de càlcul per al disseny d'intercanviadors de calor de cilindres concèntrics per a desinfecció de sòls i substrats agrícoles en continu. Per fer això, es considera el sòl com un fluid que circula per un cilindre central accionat per un cargol sense fi; per la corona exterior circula un caloportador que cedeix la calor al sòl a desinfectar, per la qual cosa el sistema de transmissió és convectiu. Per al dimensionament del dispositiu s'han analitzat les propietats termodinàmiques de dos tipus de substrats: telzone roig i substrat peat moss. De cada un d'ells es va calcular la densitat amb mitjanes de 1169,603 kg m-3 y 300,23 kg m-3; calor específic (3,4-4,2 MJ m-3ºC-1); conductivitat tèrmica (9.97 J m-1s-1 i 8.6 J m-1s-1) i difusivitat tèrmica (2.73 10-6 m-2s-1 i 2,45 10-6 m-2s-1) respectivament. Es va analitzar la influència de la humitat i la compactació en aquests paràmetres. D'altra banda s'ha analitzat el sistema de convecció de tres termòfors: aigua calenta, vapor d'aigua i aire calent. De cada un d'ells es va determinar el coeficient de transmissió de calor del sistema en funció de la humitat i velocitat de circulació del substrat. S'ha construït un dispositiu per a la validació dels càlculs. Els coeficient de pel.lícula en els substrats probats amb aire calent són: 0,73 Jm-2s-1 i 0.65 Jm-2s-1 per a telzone roig i substrat peat moss respectivament. Els assajos de desinfecció sobre un substrat telzone roig i substrat peat moss infectats amb fong Fusarium oxysporum lycopersici L. van eliminar pràcticament el 100% de les colònies. Després de la desinfecció plantes de jimote vermell (Solanum lycopersicon, L.) van ser cultivades sobre els substrats tractats i no van desenvolupar afeccions. / Chávez Aguilera, N. (2016). ANÁLISIS DE SISTEMAS DE CONVECCIÓN EN EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE SUELOS O SUSTRATOS AGRÍCOLAS PARA SU DESINFECCIÓN EN CONTINUO [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61472

Ces travaux de thèse visent à concevoir et étudier une unité d'échangeur de chaleur air-MCP en tant que solution passive a la problématique du contrôle de confort thermique dans les bâtiments pendant l'été, fournissant des directives de conception et une intégration facile aux bâtiments. Les MCP présentent une grande capacité de stockage par unité de volume, ce qui leur permet de contribuer à la réduction de la consommation d'énergie liée aux applications de rafraîchissement. Bien qu'ils présentent certains inconvénients, en tant que faible conductivité thermique, notamment dans les PCM commerciaux, une conception bien détaillée est nécessaire pour atteindre des performances thermiques adéquates.La première partie de cette thèse examine les systèmes existants à travers une étude bibliographique, mettant en évidence la relation géométrique avec la physique et la performance thermique. Cette recherche a fourni les bases pour le développement d'une conception d'une unité air-MCP, suivant une méthodologie de résolution de problèmes développée par le laboratoire I2M. Une matrice de mots-clés a été obtenue à partir des phénomènes physiques et de l'analyse fonctionnelle de l'unité. A partir de cette matrice, l'analyse des brevets a inspiré la conception qui a abouti à un échangeur de chaleur air-PCM à faisceau tubulaire avec des tubes verticaux alignés perpendiculairement au flux d'air.Le développement d'outils de conception et d'intégration dans les bâtiments a été recherché au moyen d'une modélisation permettant de prédire avec précision les performances thermiques du système. Les modèles simplifiés sont préférés pour cette tâche. Néanmoins, ils peuvent sous-estimer les performances réelles si les phénomènes physiques impliqués ne sont pas correctement comptabilisés. Alors,des approches expérimentales locales et globales ont été utilisées pour parvenir à une compréhension de la physique associée aux cycles de charge et de décharge dans l'unité air-MCP. Pour cela, un banc d'essai a été installé, mesurant la température et le débit d'air dans différentes conditions d'entrée, accompagné d'un suivi visuel à travers des images numériques. Les traitements d'images et des données ont été utilisés pour obtenir des indicateurs de performance thermique et des corrélations équivalentes en utilisant des nombres adimensionnels connus pour les mécanismes de transfert de chaleur convectifs-conducteurs dans le PCM.Ces découvertes ont permis de développer des modèles de résistance thermique et d'enthalpie qui rendent compte de la complexité des phénomènes impliqués dans l'unité pour la prédiction de la performance. Enfin, la performance thermique du système a été testée dans deux applications de bâtiments : en tant qu'unité mobile dans une maison PEH à Gradignan dans un bureau du labo I2M. / The present work aims to design and study an air-PCM heat exchanger unit as a passive solution for thermal comfort assessment in buildings during summertime, providing tools to ease the design and building integration. The PCM present a large storage capacity per volume unit where by, they can contribute to the reduction of the energy consumption related to cooling applications. Although, theyshow some drawbacks, as a low thermal conductivity in commercial PCM, so a wellthought design of these kind of systems is necessary to achieve adequate thermal performances.The first part of this thesis surveys the existing systems through a literature review,highlighting the geometry relation with the physics and thermal performance. This search provided the bases for the development of an air-PCM unit design, following a problem-solving methodology developed by the I2M laboratory. A keyword matrix was obtained from the physical phenomena and functional analysis of the unit. From this matrix, the patents analysis provided inspiration for the design resulting in a tubebundle air-PCM heat exchanger with vertical tubes aligned perpendicular to the airflow.The development of design and integration in buildings tools was sought through a modeling that can accurately predict the thermal performance of the system.Simplified models are preferred for this task. Nevertheless, they can under predict the actual performance if the physical phenomena involved is not properly accounted. Then, local and global experimental approaches were used to achieve anunderstanding of the physics associated with charging and discharging cycles in theunit. For this, a test bench was installed, measuring temperature and airflow underdifferent in let conditions, accompanied by a visual tracking through digital images.Image and data processing were used to obtain thermal performance indicators and equivalent correlations using known dimensionless numbers for convective conductive heat transfer mechanisms in the PCM.These findings allowed the development of thermal models based on energy balances, that accounted the complexity of phenomena involved in the unit for performance prediction. Finally, the thermal performance of the system was tested intwo buildings applications: as a mobile unit in a PEH house in Gradignan and as anactive façade in a building in Talence. / El presente trabajo tiene como objetivo diseñar y estudiar una unidad intercambiador de calor aire-PCM como presentan una solución pasiva al conforttérmico en edificios durante el verano, proporcionando herramientas para facilitar el diseño y la integración en edificios. Los PCM una gran capacidad de almacenamiento por unidad de volumen, por lo que pueden contribuir a la reducción del consumo de energía relacionado con las aplicaciones de refrigeración. Estos materiales presentan algunos inconvenientes en cual su uso, como una baja conductividad térmica, típica en PCM comerciales, por lo es necesario un diseño que tome en cuenta esta problemática para lograr rendimientos térmicos adecuados. La primera parte de esta tesis examina los sistemas existentes a través de unarevisión de la literatura, destacando la relación de geometría con los fenómenos físicos y el rendimiento térmico. Esta búsqueda proporcionó las bases para el desarrollo de un diseño de unidad aire-PCM, siguiendo una metodología de resolución de problemas desarrollada por el laboratorio I2M. Se obtuvo una matrizde palabras clave a partir de los fenómenos físicos y el análisis funcional de launidad. A partir de esta matriz, el análisis de patentes proporcionó inspiración para el diseño que dio como resultado un intercambiador de calor PCM de aire y haz detubos verticales alineados perpendicularmente al flujo de aire.El desarrollo del diseño y la integración en herramientas de edificios se buscó através de un modelo que pudiese predecir con precisión el rendimiento térmico delsistema. Los modelos simplificados son los preferidos para esta tarea. Sin embargo,su poder de predicción puede verse afectada si los fenómenos físicos involucradosno se contabilizan adecuadamente. Es por ello que se utilizaron enfoques experimentales locales y globales para lograr una comprensión de la física asociadacon los ciclos de carga y descarga en la unidad. Se realizó una instalación de unbanco de pruebas, que permitió mediciones de temperatura y flujo de aire en diferentes condiciones de entrada, acompañado de un seguimiento visual a travésde imágenes digitales. El procesamiento de imágenes y datos se utilizó para obtener indicadores de rendimiento térmico y correlaciones a partir de números adimensionales relacionados con mecanismos de transferencia de calor porconvección y conducción en el PCM.Estos hallazgos permitieron el desarrollo de modelos térmicos para la predicción delrendimiento, basados en balances de energía de cada volumen de control.Finalmente, el rendimiento térmico del sistema se probó en dos aplicaciones deedificios: como una unidad móvil en una casa PEH en Gradignan y dentro de una oficina del laboratorio I2M.

En reactores de agua a presión, las secuencias de accidente severo con rotura de tubos del generador de vapor (conocidas por sus siglas en inglés SGTR, Steam Generator Tube Rupture) son dominantes del riesgo, a pesar de ser sucesos de muy baja probabilidad. Su importancia reside en la potencial liberación de radiactividad, en forma de aerosol, que supondrían desde el circuito primario al medio ambiente, sin intervención de la contención. Sin embargo, las partículas radioactivas podrían retenerse parcialmente en el secundario del generador de vapor aun cuando no quedara agua en el mismo. La ausencia de información sobre la capacidad del generador de vapor para atenuar el Término Fuente en condiciones secas, ha impedido su consideración en los estudios probabilistas de seguridad y en las guías de gestión de accidentes severos. Este trabajo describe las principales actividades y resultados de un programa experimental centrado en el estudio de la retención de aerosoles que se produce en la etapa de rotura del secundario de un generador de vapor seco. El trabajo está enmarcado en la contribución del CIEMAT al proyecto ARTIST (2003-2008) que ha sido financiada por el Consejo de Seguridad Nuclear. El objetivo general del trabajo fue desarrollar una base de datos de retención de productos de fisión en la etapa de rotura del secundario de un generador de vapor seco durante una secuencia SGTR de accidente severo. Los objetivos específicos del programa eran estimar tanto la influencia del campo de velocidades del gas, como la influencia de la naturaleza de las partículas en la retención de aerosoles en el haz de tubos. Para ello, se construyó una maqueta de tamaño intermedio con dimensiones y geometría representativas de una etapa un generador de vapor real. La caracterización aerodinámica del flujo en la etapa de rotura se realizó utilizando la técnica de velocimetría por imágenes de partículas (conocida por sus siglas en inglés PIV). La influencia de la naturaleza de la part / Sánchez Velasco, FJ. (2008). Experimental characterization of aerosol retention in the break stage of a dry steam generator in SGTR sequences [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3839