As crescentes exigências sobre o desempenho de sistemas de bombeamento multifásico combinadas aos aspectos relacionados com a maior disponibilidade operacional desses sistemas, bem como as futuras condições de funcionamento atingindo pressões perto de 150 bar, destacam a importância de desenvolver modelos matemáticos precisos para prever o comportamento do desempenho nestes equipamentos. Nesta tese foi aperfeiçoado o modelo termo-hidráulico de uma bomba multifásica de tipo duplo parafuso desenvolvido por Nakashima (2005) e foram incluídos os efeitos da abertura gradual da última câmara, recirculação de líquido entre a sucção e descarga, transferência de calor através do liner e expansão térmica. Uma vez fornecidos os dados geométricos da bomba e as suas condições de operação, é possível calcular os parâmetros de desempenho mais importantes, como: eficiência volumétrica, vazão de sucção e refluxo, potência consumida e distribuição de pressão e temperatura. As equações implementadas foram desenvolvidas a partir dos balanços de massa e energia nas câmaras, tendo em conta a geometria da bomba e a variação das fendas durante sua operação. As rotinas e métodos necessários para a sua solução numérica foram implementadas utilizando programação orientada a objetos (C++). Os resultados fornecidos pelo modelo aperfeiçoado foram comparados com dados experimentais da literatura e uma boa concordância foi encontrada na faixa de até 95 % FVG, nos casos estudados, para bombas com e sem tecnologia de recirculação. Devido à complexidade dos fenômenos físicos envolvidos durante a operação da bomba, o impacto de cada um dos efeitos incorporados nos cálculos do modelo foi avaliado e discutido individualmente. Assim, foi demonstrada a grande influencia da recirculação, da abertura gradual da câmara de descarga e da expansão térmica nos cálculos dos parâmetros de operação mais importantes da bomba. Além disso, a transferência de calor pode ser considerada desprezível, já que seu valor é baixo quando comparado com a potência fornecida pela bomba e, portanto, não influencia os balanços de energia que determinam os estados termodinâmicos das câmaras. No entanto, esse efeito é necessário para calcular a distribuição de temperatura da bomba e a expansão térmica nos parafusos e no liner. / The increasing requirements about the performance of multiphase pumping systems combined with those related to a higher operational availability of such systems, as well as future operating conditions with pressure increase at about 150 bar, highlights the importance of developing accurate mathematical models to predict the performance behavior of these equipments. In this thesis it was improved the thermo-hydraulic behavior of a twin screw multiphase pump developed by Nakashima (2005), and were included the effects of the gradual opening of the last chamber, fluid recirculation between suction and discharge of the pump, heat transfer though the liner, thermal expansion and different working fluids (water-air and oil-gas). Giving pump geometry and operational conditions, it is possible to calculate the most important pump parameters performance, such as, volumetric efficiency, suction flow, back-flow, power consumption and pressure and temperature distribution. The model equations were developed based on mass and energy balances in the chambers taking into account the pump geometry and the clearance variation due to operation. Its implementation was made in C++. The results obtained by the new model were compared with experimental data of the bibliography, and a good accuracy was found in it with values till 95% GVF for the studied cases, with and without recirculation technology. Due to the physical phenomenon complexity related with the pump operation, the impact of each effect in the model calculations was evaluated and discussed separately. So, it was demonstrated the importance of the recirculation, the gradual opening of the last chamber and the thermal expansion in the calculation of the most important pump operation parameters. However, the heat transfer can be neglected, because its value is very low when compared with the pump power supply, and therefore, it does not influence the energy balances that determine thermodynamic state in the chambers. However, this effect is necessary to calculate the temperature distribution along the pump and the thermal expansion in the screws and the liner.

As crescentes exigências sobre o desempenho de sistemas de bombeamento multifásico combinadas aos aspectos relacionados com a maior disponibilidade operacional desses sistemas, bem como as futuras condições de funcionamento atingindo pressões perto de 150 bar, destacam a importância de desenvolver modelos matemáticos precisos para prever o comportamento do desempenho nestes equipamentos. Nesta tese foi aperfeiçoado o modelo termo-hidráulico de uma bomba multifásica de tipo duplo parafuso desenvolvido por Nakashima (2005) e foram incluídos os efeitos da abertura gradual da última câmara, recirculação de líquido entre a sucção e descarga, transferência de calor através do liner e expansão térmica. Uma vez fornecidos os dados geométricos da bomba e as suas condições de operação, é possível calcular os parâmetros de desempenho mais importantes, como: eficiência volumétrica, vazão de sucção e refluxo, potência consumida e distribuição de pressão e temperatura. As equações implementadas foram desenvolvidas a partir dos balanços de massa e energia nas câmaras, tendo em conta a geometria da bomba e a variação das fendas durante sua operação. As rotinas e métodos necessários para a sua solução numérica foram implementadas utilizando programação orientada a objetos (C++). Os resultados fornecidos pelo modelo aperfeiçoado foram comparados com dados experimentais da literatura e uma boa concordância foi encontrada na faixa de até 95 % FVG, nos casos estudados, para bombas com e sem tecnologia de recirculação. Devido à complexidade dos fenômenos físicos envolvidos durante a operação da bomba, o impacto de cada um dos efeitos incorporados nos cálculos do modelo foi avaliado e discutido individualmente. Assim, foi demonstrada a grande influencia da recirculação, da abertura gradual da câmara de descarga e da expansão térmica nos cálculos dos parâmetros de operação mais importantes da bomba. Além disso, a transferência de calor pode ser considerada desprezível, já que seu valor é baixo quando comparado com a potência fornecida pela bomba e, portanto, não influencia os balanços de energia que determinam os estados termodinâmicos das câmaras. No entanto, esse efeito é necessário para calcular a distribuição de temperatura da bomba e a expansão térmica nos parafusos e no liner. / The increasing requirements about the performance of multiphase pumping systems combined with those related to a higher operational availability of such systems, as well as future operating conditions with pressure increase at about 150 bar, highlights the importance of developing accurate mathematical models to predict the performance behavior of these equipments. In this thesis it was improved the thermo-hydraulic behavior of a twin screw multiphase pump developed by Nakashima (2005), and were included the effects of the gradual opening of the last chamber, fluid recirculation between suction and discharge of the pump, heat transfer though the liner, thermal expansion and different working fluids (water-air and oil-gas). Giving pump geometry and operational conditions, it is possible to calculate the most important pump parameters performance, such as, volumetric efficiency, suction flow, back-flow, power consumption and pressure and temperature distribution. The model equations were developed based on mass and energy balances in the chambers taking into account the pump geometry and the clearance variation due to operation. Its implementation was made in C++. The results obtained by the new model were compared with experimental data of the bibliography, and a good accuracy was found in it with values till 95% GVF for the studied cases, with and without recirculation technology. Due to the physical phenomenon complexity related with the pump operation, the impact of each effect in the model calculations was evaluated and discussed separately. So, it was demonstrated the importance of the recirculation, the gradual opening of the last chamber and the thermal expansion in the calculation of the most important pump operation parameters. However, the heat transfer can be neglected, because its value is very low when compared with the pump power supply, and therefore, it does not influence the energy balances that determine thermodynamic state in the chambers. However, this effect is necessary to calculate the temperature distribution along the pump and the thermal expansion in the screws and the liner.

A Alemanha iniciou o século XX com uma posição influente na comunidade científica mundial, o que é evidenciado na quantidade de Prêmios Nobel e nas descobertas realizadas no país, por alemães e estrangeiros que fizeram carreira por lá. Esse estado de coisas poderia ter mudado após o final da Primeira Guerra Mundial, quando a fragilidade da Alemanha era evidente, agravada pelas duras condições impostas pelos Aliados. Porém, o período conhecido como República de Weimar conheceu uma grande produção em vários campos, com destaque para a Física, que continuou a sua trajetória ascendente. A ascensão dos Nacional-Socialistas, em 1933, foi responsável por uma grande involução do papel alemão no cenário científico mundial desde o primeiro ano de seu governo, por meio de demissões, perseguições e outros atos. O início da Segunda Guerra Mundial magnificou esse estado de coisas. Em meio a tudo isso, é iniciado um Projeto Atômico, com o objetivo de construir uma arma de destruição em massa de alcance quase inimaginável. O Projeto não desenvolve tal arma a tempo de ser utilizada durante a guerra, mas a Alemanha desenvolve uma tradição sólida nas áreas da ciência e tecnologia nuclear. / Germany started the 21st century at a privileged status in the world science community, what is proven in the amount of Nobel Prizes and discoveries carried out in the country, by Germans and foreigners who pursued their careers there. Such state of things could have changed after the end of World War I, when Germany´s weakness was evident, increased by the harsh conditions imposed by the Allies. Nevertheless, the period known as Weimar´s Republic faced a great production in various fields, including Physics, which kept its ascending trajectory. The National-Socialists seizure of power, in 1933, was responsible for a major involution of the German status in the world science scenario from the first year of their government, by means of dismissals, harassment and other actions. The start of World War II magnified this situation. Amidst all that, an Atomic Project began, aimed at building a mass destruction weapon of an almost unthinkable reach. The Project does not develop the weapon in time to be used during the war, but Germany develops a solid tradition in the fields of Nuclear Science and Technology.

O projeto de bombas centrífugas verticais de poço úmido tem forte dependência do arranjo de cada planta. Cada situação torna-se assim um projeto particular e exige uma mútua cooperação entre os fabricantes do equipamento, responsáveis pelo projeto e testes das bombas, e os proprietários e montadores das plantas, responsáveis pela montagem e instalações das bombas verticais e respectivas tubulações no campo. Após uma ampla pesquisa bibliográfica, evidenciou-se a ausência de uma metodologia de projeto estrutural que contemple de forma integrada o projeto estrutural de todas as partes envolvidas, isto é, as bombas, as estruturas e os edifícios onde elas são instaladas. Para o desenvolvimento da dissertação, as bombas verticais foram divididas em três partes: corpo de sucção, coluna e corpo superior. Foram analisados três casos de estudo por meio de modelagem por elementos finitos. Ficou evidenciada a necessidade de uma metodologia de projeto estrutural, baseada na identificação dos problemas e das suas causas e de alternativas estruturais mais adequadas para eliminá-los ou reduzi-los. Considerando a dificuldade de testar estas bombas numa bancada de testes do fabricante, montadas de modo similar ao que trabalharão no campo e o fato de que resolver problemas destas bombas no campo é muito difícil e em certos casos até mesmo impossível, ficou evidenciado que a metodologia de projeto estrutural proposta constitui um conjunto de recomendações de grande importância nas aplicações de bombas centrífugas verticais de poço úmido. O desenvolvimento foi feito de modo geral, mas esta metodologia pode e deve ser utilizada em centrais nucleares de potência. / In the structural design of wet sump vertical centrifugal pumps, there is a strong dependence on the arrangement of each plant. Therefore, for each plant there is a particular design that requires mutual cooperation between equipment manufacturers, responsible for the design and testing of the pumps, and the plants and facilities owners and builders involved in the installation of vertical pumps and connected pipes in field. After an extensive literature search, it has been concluded that there was a lack of a structural design methodology that addresses in an integrated structural design of all parts involved, ie, pumps, structures and buildings where they are installed. To develop the dissertation, vertical pumps were divided into three parts: the suction body, column and discharge body. Three study cases were analyzed using finite element modeling. It has been clear out it is necessary a structural design methodology based on identification of problems and their causes and structural alternatives more appropriate to eliminate or reduce them. Considering the difficulty of testing these pumps in the factory test bed, assembled similarly to that in field, and the fact that to solve problems on the field is very difficult and, in some cases, even impossible, it became evident that the structural design methodology proposed is a set of recommendations of great importance in applications of wet sump vertical centrifugal pumps. The development was done in general, but this methodology can and should be used in nuclear power plants.

O projeto de bombas centrífugas verticais de poço úmido tem forte dependência do arranjo de cada planta. Cada situação torna-se assim um projeto particular e exige uma mútua cooperação entre os fabricantes do equipamento, responsáveis pelo projeto e testes das bombas, e os proprietários e montadores das plantas, responsáveis pela montagem e instalações das bombas verticais e respectivas tubulações no campo. Após uma ampla pesquisa bibliográfica, evidenciou-se a ausência de uma metodologia de projeto estrutural que contemple de forma integrada o projeto estrutural de todas as partes envolvidas, isto é, as bombas, as estruturas e os edifícios onde elas são instaladas. Para o desenvolvimento da dissertação, as bombas verticais foram divididas em três partes: corpo de sucção, coluna e corpo superior. Foram analisados três casos de estudo por meio de modelagem por elementos finitos. Ficou evidenciada a necessidade de uma metodologia de projeto estrutural, baseada na identificação dos problemas e das suas causas e de alternativas estruturais mais adequadas para eliminá-los ou reduzi-los. Considerando a dificuldade de testar estas bombas numa bancada de testes do fabricante, montadas de modo similar ao que trabalharão no campo e o fato de que resolver problemas destas bombas no campo é muito difícil e em certos casos até mesmo impossível, ficou evidenciado que a metodologia de projeto estrutural proposta constitui um conjunto de recomendações de grande importância nas aplicações de bombas centrífugas verticais de poço úmido. O desenvolvimento foi feito de modo geral, mas esta metodologia pode e deve ser utilizada em centrais nucleares de potência. / In the structural design of wet sump vertical centrifugal pumps, there is a strong dependence on the arrangement of each plant. Therefore, for each plant there is a particular design that requires mutual cooperation between equipment manufacturers, responsible for the design and testing of the pumps, and the plants and facilities owners and builders involved in the installation of vertical pumps and connected pipes in field. After an extensive literature search, it has been concluded that there was a lack of a structural design methodology that addresses in an integrated structural design of all parts involved, ie, pumps, structures and buildings where they are installed. To develop the dissertation, vertical pumps were divided into three parts: the suction body, column and discharge body. Three study cases were analyzed using finite element modeling. It has been clear out it is necessary a structural design methodology based on identification of problems and their causes and structural alternatives more appropriate to eliminate or reduce them. Considering the difficulty of testing these pumps in the factory test bed, assembled similarly to that in field, and the fact that to solve problems on the field is very difficult and, in some cases, even impossible, it became evident that the structural design methodology proposed is a set of recommendations of great importance in applications of wet sump vertical centrifugal pumps. The development was done in general, but this methodology can and should be used in nuclear power plants.

A Alemanha iniciou o século XX com uma posição influente na comunidade científica mundial, o que é evidenciado na quantidade de Prêmios Nobel e nas descobertas realizadas no país, por alemães e estrangeiros que fizeram carreira por lá. Esse estado de coisas poderia ter mudado após o final da Primeira Guerra Mundial, quando a fragilidade da Alemanha era evidente, agravada pelas duras condições impostas pelos Aliados. Porém, o período conhecido como República de Weimar conheceu uma grande produção em vários campos, com destaque para a Física, que continuou a sua trajetória ascendente. A ascensão dos Nacional-Socialistas, em 1933, foi responsável por uma grande involução do papel alemão no cenário científico mundial desde o primeiro ano de seu governo, por meio de demissões, perseguições e outros atos. O início da Segunda Guerra Mundial magnificou esse estado de coisas. Em meio a tudo isso, é iniciado um Projeto Atômico, com o objetivo de construir uma arma de destruição em massa de alcance quase inimaginável. O Projeto não desenvolve tal arma a tempo de ser utilizada durante a guerra, mas a Alemanha desenvolve uma tradição sólida nas áreas da ciência e tecnologia nuclear. / Germany started the 21st century at a privileged status in the world science community, what is proven in the amount of Nobel Prizes and discoveries carried out in the country, by Germans and foreigners who pursued their careers there. Such state of things could have changed after the end of World War I, when Germany´s weakness was evident, increased by the harsh conditions imposed by the Allies. Nevertheless, the period known as Weimar´s Republic faced a great production in various fields, including Physics, which kept its ascending trajectory. The National-Socialists seizure of power, in 1933, was responsible for a major involution of the German status in the world science scenario from the first year of their government, by means of dismissals, harassment and other actions. The start of World War II magnified this situation. Amidst all that, an Atomic Project began, aimed at building a mass destruction weapon of an almost unthinkable reach. The Project does not develop the weapon in time to be used during the war, but Germany develops a solid tradition in the fields of Nuclear Science and Technology.

Apesar dos sistemas hidráulicos estarem entre os mais antigos meios de transmissão de energia usados pelo homem, atualmente vem recebendo muita atenção nas pesquisas científicas. A busca por maios controle da energia gerada impulsionou um aumento da utilização e aplicação e novas investigações tecnológicas de tais sistemas. Além da alta capacidade de controle e precisão, a sensibilidade, rigidez, força e potência conferem aos sistemas hidráulicos um conjunto completo de propriedades, permitindo sua ampla aplicação nos mais diferentes ramos. Porém a não linearidade da dinâmica de suas partes faz a modelagem dos sistemas hidráulicos ser complexa. Sabendo que a bomba é a parte mais importante do circuito hidráulico, este estudo apresenta um modelo matemático e a simulação computacional de uma bomba de palhetas auto-compensada por pressão com controle tipo integral. O modelo teórico está baseado na aplicação leis da física em quatro partes das bomba: Lei de Newton no carretel de válvulas e no conjunto dos pistões e o anel, e, Lei da Conservação da Massa nos volume de controle sob a pressão de operação Po e no volume sob a pressão interna da carcaça (pressão no servo cilindro), Pcc. O comportamento do sistema foi verificado com a aplicação de uma carga hidráulica proporcionada por um orifício com abertura instantânea (entrada tipo degrau). Dessa maneira a pressão de operação, saída do sistema, apresenta um pequeno transiente no início da simulação e rapidamente entra em regime. No momento no qual a carga hidráulica atua o transiente volta e em seguida entra em regime com o mesmo valor que apresentava antes da entrada degrau, comportamento específico de sistemas com controle tipo PI, proporcional e integral. / Despite the hydraulic systems are among the oldest means of energy transmission used by man, currently they are receiving special attention in scientific researchs. The search for greater control of energy generated spurred an increase in the use and application of technology and new research such systems. Besides high capacity of control and precision, sensitivity, stiffness, speed, strength, power hydraulic systems give a complete set of properties allowing their wide applications in many different areas. But the non-linearity of the dynamics of its parts is the modeling of hydraulic system is complex. Knowing that pumb is the most important part of the hydraulic circuits, this study presents a mathematical model and computer stimulation of a vane-type pump offset by pressure with integral control type. The theoretical model is based on the application laws of physics in four parts of the pumb: Newton\'s law of the spool valves and the coupling of the piston ring and with the Law of Conservation of Mass in volumes of controlling the pressure, and the Po inside if the carcass (pressure in the slave cylinder), Pcc. The behavior of the system was checked with the application of a hydraulic load (request) type entry step. Thus the pressure, leaving the system, presents a transient at the beginning of the simulation and quickly enter into arrangements. At the moment in which the hydraulic load transient operates the back and then enter into arrangements with the same value as presented before the step, specific behavior of systems with full control type.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-31T16:52:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2344376 bytes, checksum: e39397755e2d8ce9c0f57409e180b30b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-31T16:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2344376 bytes, checksum: e39397755e2d8ce9c0f57409e180b30b (MD5) Previous issue date: 2010-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A secagem dos produtos agrícolas é o processo mais utilizado para assegurar sua qualidade e estabilidade. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema automático para realizar o controle sobre o ciclo de funcionamento de uma bomba de calor de forma a permitir que a mesma seja usada tanto para secagem quanto para aeração de grãos. Quando utilizada no processo de secagem, o sistema de controle é capaz de manter o ar de secagem com temperatura constante e umidade relativa dentro dos parâmetros definidos pelo usuário. Quando utilizada no processo de aeração, o sistema de controle é capaz de manter o ar de saída com valores de temperatura e umidade relativa tais que mantenham a relação de umidade de equilíbrio constante, em resposta às variações ocorridas no ar ambiente. Para o desenvolvimento deste sistema de controle foi utilizado um microcontrolador PIC 18F4550 da microchip, sensores de temperatura LM35 da National Semicondutor e sensores de umidade relativa HIH 4000-004 da Honeywell. Para realizar a ação de controle foi implementado uma estratégia de controle PID em linguagem C para microcontroladores, que de posse dos valores de temperatura e umidade relativa do ar ambiente, do ar na saída da bomba de calor e do ar na saída do silo secador, calcula os erros entre os valores medidos e os desejados. De posse dos valores destes erros, a estratégia de controle PID tende a minimizá-los atuando nos inversores de frequência que controlam o funcionamento do compressor e do ventilador da bomba de calor. Para o caso em que a umidade relativa do ar ambiente estivesse abaixo do valor mínimo para manter a umidade de equilíbrio durante o processo de aeração, foi desenvolvido um sistema borrifador que quando acionado pelo sistema de controle libera água em forma de névoa na entrada da bomba de calor, elevando-se assim a umidade relativa do ar a ser processado. Em todos os testes realizados para a validação do sistema de controle o mesmo foi capaz de manter os valores de temperatura e umidade relativa de acordo com os valores escolhidos, dentro da faixa de operação da bomba de calor utilizada, respondendo de forma satisfatória às variações ocorridas no ar ambiente. / The drying of agricultural products is the most used process to make certain its quality and stability. In this work was developed an automatic system to control the operation cycle of a heat pump with the purpose of to be used both in drier and in aeration of grains. When the heat pump is used in drier process, the control system is able to maintain the dryer air with constant temperature and humidity according to the parameters defined by the user. When used in the aeration process, the control system is able to maintain the air with values of temperature and humidity in such a way which keep moisture content of the grains constant, irrespective of environment changes. In the development of the control system a microcontroller PIC 18F4550, temperature sensors LM35 by National Semiconductors and Humidity sensors HIH 4000-004 by Honeywell was used. To produce the control action a PID control strategy was implemented in language C for microcontrollers, where reading the temperature and humidity sensors disposed at the environment, at the air exit of the heat pump and at the air exit of the grain store, the errors between the desired and the reads values is calculated. With the values of these errors, the PID control strategy try to keep it at the minimum value acting in the frequency inverters which control the compressor and the fan speed of the heat pump. To the case which the environment air humidity is below of the minimum value to maintain moisture contents of the grains in the aeration process, a spray system was purpose- built to produce a mist, when the system is turned on, in the air at the heat pump entrance, adding humidity to the air. After several tests to validate the performance of the control system developed in this work, was possible verify that the system is able to keep temperature and humidity of the air according with the values of set-point defined by user, respecting the operation range of the heat pump, independent of the environment changes. / Não foi localizado o cpf do autor.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2959972 bytes, checksum: 6060cb1bb9ff1ddc36d963e12be8acd7 (MD5) Previous issue date: 2014-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The heat pump is a refrigeration unit with several applications in commercial, industrial and residential sectors. The heat pump is basically constituted of five components: compressor, condenser, expansion device, evaporator and fan. A heat pump was developed herein for air dehumidification and heating at moderate temperatures for drying of thermosensitive products. A thermodynamic model was developed to study the heat pump, based on the Law of Conservation of Mass and First and Second Laws of Thermodynamics. Measurement instruments were installed to obtain the necessary experimental data for the energy and exergy analysis. The experiments took place in different days between the months of May and November of 2014. The experiment that best represented the air dehumidification and heating was selected, due to an adequate isentropic efficiency of 93%. A computational code was developed in the Engineering Equation Solver software 9.0 (ESS 9.0) for the simulation of this study. Results obtained via EES, through solution of the system of equations, were mass flow (air, condensed water), heat transfer rates, COP, entropy generation rates, irreversibility rates, and exergy variation. It was verified that the heat pump system is technically viable and provides very satisfactory results: air was heated to a temperature of 51,7 ºC and dehumidified to a 18,5% relative humidity. / A bomba de calor é uma máquina frigorífica com diversas aplicações nos setores comercial, industrial e residencial. A bomba de calor é constituída basicamente por cinco componentes: compressor, condensador, dispositivo de expansão, evaporador e ventilador. Foi desenvolvida para este trabalho uma bomba de calor cuja finalidade é a desumidificação e o aquecimento do ar a temperaturas moderadas para a secagem de produtos termossensíveis. Para o estudo da bomba de calor em questão, foi desenvolvida uma modelagem termodinâmica baseada na Lei da Conservação da Massa e Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica. Foram instalados instrumentos de medições para obter experimentalmente os dados necessários para a análise energética e exergética. Os experimentos ocorreram em dias alternados entre os meses de agosto e novembro de 2014. Foi selecionado o experimento que melhor representou os processos de desumificação e aquecimento do ar por apresentar uma eficiência isentrópica adequada de 93%. Desenvolveu-se um código computacional no software Engineering Equation Solver 9.0 (EES 9.0) para a simulação do estudo. Os resultados obtidos via EES, através da solução de um sistema de equações, foram vazão mássica (ar e água condensada), taxas de transferência de calor, COP, taxas de geração de entropia, taxas de irreversibilidades e variação de exergia. Foi verificado que o sistema da bomba de calor é tecnicamente viável e fornece resultados bastante satisfatórios: ar aquecido a temperatura de 51,7ºC e desumidificado a umidade relativa de 18,5%.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-21T13:58:34Z No. of bitstreams: 1 SIDNEY ACIOLE RODRIGUES - DISSERTAÇÃO PPGEE 2014..pdf: 10747994 bytes, checksum: a201eceb35c011516f93accef0c024f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-21T13:58:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SIDNEY ACIOLE RODRIGUES - DISSERTAÇÃO PPGEE 2014..pdf: 10747994 bytes, checksum: a201eceb35c011516f93accef0c024f9 (MD5) Previous issue date: 2014-09 / De acordo com a Administração Federal de Alimentos e Medicamentos estadunidense (Food and Drug Administration – FDA), bombas de infusão são consideradas atualmente os dispositivos médicos cuja segurança é a mais crítica, devido à natureza de suas operações e os riscos a elas associados. O projeto destes dispositivos ainda é uma questão em aberto e várias iniciativas de melhoria estão sob investigação. No entanto, as especificações de tais sistemas ainda não estão adaptadas ao estado-da-arte do desenvolvimento de sistemas arquiteturais. Por exemplo, nesta pesquisa não foi possível identificar qualquer projeto que atenda aos padrões, considerando as especificação e documentação de arquiteturas de sistemas e de software durante o processo de engenharia. Em face desta situação, nesta dissertação é apresentada a especificação funcional de uma arquitetura para bombas de infusão que pode ser realizada mediante o emprego de várias tendências tecnológicas para esses produtos, a fim de melhorar a segurança. A especificação arquitetural apresentada foi validada pelo desenvolvimento de um protótipo multicanal de uma bomba de infusão que pode ser programada utilizando dados obtidos a partir de um serviço web, usando um aplicativo de celular, como controle remoto, que permita mudar os parâmetros de infusão de acordo com dados da prescrição médica. Assim, a principal contribuição deste trabalho pode ser apresentada como uma arquitetura distribuída para esse tipo de dispositivo, permitindo a integração com registros eletrônicos de saúde para o domínio de sistemas embarcados que implicam em redução de erros durante a atividade de programação. / According to the Food and Drug Administration - FDA, infusion pumps are currently considered the most safety-critical medical device due to the nature of their operations and associated risks. Design of these devices is still an open question and several improvement initiatives are under research. However, the released specifications of such systems are not yet adapted to the current state-of-art systems architectural developments. For example, in this work, we could not identify any project meeting the patterns of views and viewpoints for specification and documentation of system and software architectures during the engineering process. Due to this, this dissertation proposes a functional specification of an architecture for infusion pumps that can be realized through several technological trends for these products in order to improve safety. The presented architectural specification was validated by the development of a multichannel prototype of an infusion pump that can be programmed through data retrieved from a web service using a mobile application as a remote control and changing the infusion parameters according to medical prescription. Thus, the main contribution of this paper can be presented as a distributed architecture for this sort of device, allowing early integration with Electronic Health Records for the embedded systems domain implying in risk reductions during the programming activity.