Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:29:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:09:38Z : No. of bitstreams: 1 180273.pdf: 2674158 bytes, checksum: ee127678f635d02a0219ed01c1f25147 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T15:41:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 81740.pdf: 7065040 bytes, checksum: 6cd1ca002332a56d9b062b3731ed3e2a (MD5) Previous issue date: 1987 / O presente trabalho é uma análise numérica, com validação experimental, do escoamento laminar, incompressível e isotérmico em difusores radiais. A motivação do trabalho veio da importância que a geometria dos difusores radiais tem no estudo do desempenho de sistemas de válvulas de compressores herméticos. São analisados o ecoamento para pequenos afastamentos entre os discos e, para afastamentos mais elevados, a influência do comprimento do orifício de passagem sobre o escoamento. Perfis de pressão sobre o disco frontal, e as respectivas forças resultantes, são apresentados a fim de se determinar a influência do afastamento entre os discos, do número de Reynolds e do comprimento do orifício de passagem sobre o escoamento. A bancada experimental é detalhada e são discutidos alguns aspectos importantes na tomada dos dados com o intuito de fornecer recomendações para a elaboração de análises experimentais em difusores radiais. Para pequenos afastamentos entre os discos, concluiu-se que a distribuição de pressão sobre o disco frontal é extremamente dependente do afastamento. Para determinadas combinações do número de Reynolds e do afastamento entre os discos, a distribuição de pressão apresenta regiões de pressão negativa. Nos maiores afastamentos analisados a região de pressão negativa é tão grande que passa a existir uma força de atração entre os discos. Observou-se também que, mesmo para os maiores afastamentos analisados neste trabalho, o comprimento do orifício de passagem não afeta o escoamento no difusor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:19:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 97820.pdf: 1961957 bytes, checksum: 8e1632584e2c1b2f92cc2fe9ca2f2e07 (MD5) Previous issue date: 1991 / Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre alguns dos principais métodos, em volumes finitos, para o tratamento do acoplamento pressão-velocidade na solução numérica de escoamentos bi-dimensionais de fronteiras não-ortogonais. O tratamento do acoplamento pressão-velocidade em escoamentos incompressíveis constitui um tópico de considerável relevância e o conhecimento de como cada um dos diversos métodos disponíveis se comporta em função da variação de seus principais parâmetros de controle (parâmetro de avanço no tempo, fatores de relaxação, número e forma dos volumes de controle) e da própria natureza do escoamento sob investigação (condições de contorno) e um requisito escoamento para os pesquisadores da área. Nos estudos ora desenvolvidos procura-se avaliar o desempenho dos métodos segregados SIMPLE, SIMPLER, SIMPLEC e PRIME, em comparação com um método de abordagem simultânea, o CELS, convenientemente extendido a partir da definição das equações algébricas de conservação de quantidade de movimento para as componentes contra variantes não-ortogonais. Como principal conclusão do trabalho, considerando-se os casos aqui analisados, verifica-se que, quando a solução é obtida via método CELS, este apresenta a maior habilidade no tratamento dos acoplamentos, muito embora nem sempre esta habilidade se traduza em menores tempos de computação.

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Orientador: Carlos Alberto Gasparetto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T00:02:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontes_SergioRodrigues_D.pdf: 7278181 bytes, checksum: 7e03baea39c933281cf8e9412ba45d42 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Neste trabalho é investigado o escoamento incompressível laminar permanente de fluido não-newtoniano com transferência de calor na região de entrada de tubos cilíndricos. A condição de contorno admitida é de temperatura constante na parede, tanto para aquecimento como para resfriamento. O escoamento é analisado experimentalmente com soluções aquosas de gomas Xantana e Guar com características reológicas do tipo pseudoplástico, cujos parâmetros foram determinados em reômetro de cilindros concêntricos. O comportamento dos fluídos é bem descrito pelo modelo de Lei de Potência. ? = K(?)n. A dependência de K com a temperatura é descrita por uma relação exponencial. Os resultados experimentais estão delimitados nos intervalos: 2x10-04 < Gz-1 < 10-02, 300 < Pr < 1000, 30 < Re < 400 e 30,9 < L/D < 135,8. Os resultados são reportados na forma de correlações entre os adimensionais de Reynolds, Prandlt e L/D, com o objetivo prático de calcular os coeficientes de transferência de calor e perda de carga do escoamento não isotérmico de entrada. Também foi desenvolvida modelagem desse escoamento, utilizando-se da formulação variacional, com uma proposta de funções para os campos de velocidade e temperatura. Os resultados experimentais, da modelagem e de trabalhos da literatura, são comparados e apresentam boa concordância / Abstract: This is an investigation of non isothermal and non newtonian laminar flow in the entrance region of tubes. The flow is steady, incompressible and tube wall has constant temperature. Heating and cooling are considered. Experimental work was conducted using solutions of Xantan and Guar gums which exhibited pseudoplastic, as behaviour determined in a concentric cylinder rheometer. Power law fitted well the Theological behaviour of all fluids and temperature dependence between consistency index was of the exponencial type. Experiments lie in the ranges: 2x10-04 < Gz-1 < 10-02, 300 < Pr < 1000, 30 < Re < 400 e 30,9 < L/D < 135,8. Results were reported as correlations of the following non dimensional parameters: Reynolds, Prandlt e L/D, allowing practical calculations of heat transfer and pressure drop. Also a variational approach was developed with proposed functions to describe velocity and temperature fields. Comparison is carried among experimental, analytical and literature data and good agreement is observed / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Carlos Alberto Gasparetto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T06:28:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_JoseAntonioGomes_D.pdf: 3293260 bytes, checksum: 7908daae3792c905661cc288b1ef9762 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Foram abordados neste trabalho a hidrodinâmica e a convecção em escoamento laminar em tubos cilíndricos do suco de laranja. Determinaram-se as propriedades físicas do suco: condutividade térmica, calor específico, difusividade térmica e massa específica em função da concentração, além dos parâmetros reológicos em função da concentração e da temperatura. O comportamento reológico do suco foi determinado numa faixa de 0 a 50°C e concentrações de 43, 53 e 65°Brix, usando um reômetro de cilindros concêntricos. Os resultados indicam que o suco de laranja comporta-se como um fluido não-newtoniano com características pseudoplásticas, sendo descrito pelo modelo de Ostwald-de-Waele do tipo: t = K y n. O parâmetro material K, índice de consistência, apresentou uma dependência da temperatura conforme a equação: K = K' exp [ - b (T-T0)] e o índice de comportamento n, foi considerado constante em função da temperatura. A condutividade térmica decresceu com o aumento da concentração do suco, segundo uma relação cúbica, o mesmo comportamento apresentou a difusividade térmica, enquanto o calor específico e a massa específica apresentaram funções lineares. A perda de carga no escoamento laminar do suco é expressa pela relação de gradientes adimensionais de pressão (v|/) em função do número de Graetz. A faixa de abrangência é 0,0048 a 0,4304. Os resultados experimentais de transferência de calor em escoamento não-isoviscoso são apresentados em termos de número de Nusselt em função do número de Graetz. Os casos tratados neste trabalho abrangem a faixa 1,73 < Gz < 253,66 e 0,71 < Nu < 33,38. A condição adotada para o problema de transferência de calor foi o escoamento plenamente desenvolvido com temperatura da parede constante. Foram consideradas desprezíveis a dissipação viscosa e a condução de calor na direção axial / Abstract: This work deals with the hydrodinamic and convection in laminar flow through cylindrical ducts of orange juice. The thermal conductivity, specific heat, thermal difusivity and density as a function of juice concentration were determined. The Theological parameters as a function of juice concentration and temperature were also obtained. The Theological characteristics of the juice were studied in the temperature range of 0 to 50°C and concentrations of 43, 53 and 65°Brix, using a concentric cylinders rheometer. The results denoted a non-newtonian behaviour of the juice with pseudoplastic characteristics, described by the Ostwald-de-Waele model of the type x = K y n- The consistency index K was temperature dependent according to the equation K = K' exp [ - b (T-T0)]. The behaviour index n, was constant with temperature. The thermal conductivity and thermal difusivity decreased as juice concentrations increased by a cubic relation. Specific heat and density were linear functions of juice concentration. The pressure drop of the juice laminar flow is represented by admensional gradients (vy) as function of Graetz number. The range is from 0.0048 to 0.4304. The experimental results of heat transfer in the non-isoviscous flow are presented as Nusselt number as function of Graetz. The cases considered in this work are in the range of 1.73 < Gz < 253.66 and 0.71 < Nu < 33.38. The heat transfer problem considers the condition of fully developed flow, with constant temperature at the tube wall. Viscous dissipation and axial heat conduction were not considered / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador : Carlos Gomes da Nave Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RenataOttina_M.pdf: 5547756 bytes, checksum: e82e287a4f2b4e8317d2114c9a040ebc (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O presente apresenta uma solução alternativa de tratamento de águas de abastecimento, a partir do emprego da floculação em meio poroso, também denominada por floculação estática ou laminar, em função da configuração dos reatores hidráulicos de floculação e do fluxo que os atravessa. Desta forma, objetiva-se reduzir o tempo de floculação com perspectiva de redução do custo de implantação e operação de ET As convencionais. Para tanto, propos-se a investigação de reatores preenchidos com feixes de tubulações de PVC rígido soldável, alternativos aos convencionais, cujo desempenho, foi comparativamente analisado frente a reatores preenchidos com pedregulho. Foram realizados ensaios com taxa de aplicação superficial de 60, 90, 120, 150 e 180 m3jm2dia a fim de determinar as condições operacionais, tendo em vista o período de floculação, a evolução da perda de carga e condições de acúmulo de lodo no seu interior, utilizando-se água natural, coagulada com cloreto férrico / Abstract: The present work aims at to present an alternative solution of supplying wahandling, from the job of the flocculation in porous way, also called for static or lamir flocculation, as function of the pattern of hydraulic reactors of flocculation and it streé that crosses them. Of this form, objective to reduce the time of flocculation w perspective of reduction of the implantation cost and conventional operation of ET As. For in such a way, an inquiry has been proposed of reactors filled with beams pipe of weldable rigid PVC, whose performance, was compared and analyzed w reactors filled with pebble. Assays with rate of superficial application of 60, 90, 120, 1 and 180 m3/m2day had been carried through in order to determine the operatiol conditions, in view of the period of flocculation, the evolution of the loss of load a conditions of accumulation of sludge in its inward, using water, coagulate with fel chloride / Mestrado / Saneamento / Mestre em Engenharia Civil

Understanding the formation and growth of aerosols is important to a better understanding of a diverse range of problems. The identification of key parameters affecting aerosol behaviour is discussed, and a number of approaches for predicting this behaviour are developed in this thesis. Models appropriate to a wide range of industrial processes are used. Turbulent and laminar flow scenarios are considered, and an assessment is made of the likely differences in system behaviour according to whether nucleation occurs by a predominantly homogeneous, binary or ion-induced mechanism. A number of techniques for predicting aerosol behaviour are compared, ranging from the rigorous to more elementary approaches. It is shown that the simpler techniques are able to demonstrate many of the most important features of aerosol behaviour, whilst allowing the isolation of the parameters which influence this behaviour. This thesis presents methods which are capable of rapidly characterising the growth and formation behaviour of an aerosol system, and in doing so has identified many of the parameters which control this behaviour.

The laminar-flying-wing aircraft appears to be an attractive long-term prospect for reducing the environmental impact of commercial aviation. In assessing its potential, a relatively straightforward initial step is the conceptual design of a version with restricted sweep angle. Such a design is the topic of this thesis. In addition to boundary layer laminarisation (utilising distributed suction) and limited sweep, a standing-height passenger cabin and subcritical aerofoil flow are imposed as requirements. Subject to these constraints, this research aims to: provide insight into the parameters affecting practical laminar-flow-control suction power requirements; identify a viable basic design specification; and, on the basis of this, an assessment of the fuel efficiency through a detailed conceptual design study. It is shown that there is a minimum power requirement independent of the suction system design, associated with the stagnation pressure loss in the boundary layer. This requirement increases with aerofoil section thickness, but depends only weakly on Mach number and (for a thick, lightly-loaded laminar flying wing) lift coefficient. Deviation from the optimal suction distribution, due to a practical chamber-based architecture, is found to have very little effect on the overall suction coefficient. In the spanwise direction, through suitable choice of chamber depth, the pressure drop due to frictional and inertial effects may be rendered negligible. Finally, it is found that the pressure drop from the aerofoil surface to the pump collector ducts determines the power penalty; suggesting there is little benefit in trying to maintain an optimal suction distribution through increased subsurface-chamber complexity. For representative parameter values, the minimum power associated with boundary-layer losses alone contributes some 80% - 90% of the total power requirement. To identify the viable basic design specification, a high-level exploration of the laminar-flying-wing design space is performed, with an emphasis above all on aerodynamic efficiency. The characteristics of the design are assessed as a function of three parameters: thickness-to-chord ratio, wingspan, and unit Reynolds number. A feasible specification, with 20% thickness-to-chord, 80 m span and a unit Reynolds number of 8 x 10[superscript 6] m[superscript -1], is identified; it corresponds to a 187 tonne aircraft which cruises at Mach 0.67 and altitude 22,500 ft, with lift coefficient 0.14. The benefit of laminarisation is manifested in a high lift-to-drag ratio, but the wing loading is low, and the structural efficiency and gust response are thus likely to be relatively poor. On the basis of this specification, a detailed conceptual design is undertaken. A 220-passenger laminar-flying-wing concept, propelled by three turboprop engines, with a cruise range of 9000 km is developed. The estimated fuel burn is 13.9 g/pax.km. For comparison, a conventional aircraft, propelled by four turboprop engines, with a high-mounted, unswept, wing is designed for the same mission specification and propulsion characteristics, and is shown to have a fuel burn of 15.0 g/pax.km. Despite significant aerodynamic efficiency gains, the fuel burn of the laminar flying wing is only marginally better as it suffers from a poor cruise engine efficiency, due to extreme differences between takeoff and cruising requirements, and is much heavier. The laminar flying wing proposed in this thesis falls short of the performance improvements expected of the concept, and is not worth the development effort. It is therefore proposed that research efforts either be focussed on improving the engine efficiency, or switching to a low aspect ratio, high sweep, design configuration.

A study of laminar free convection about horizontal plates of finite width with one side heated isothermally and the other insulated is presented in this thesis. This investigation forms part of a continuing program, and its technological origin and significance are discussed in the introduction. The governing partial differential equations comprising the continuity, momentum and energy equations are solved numerically through a finite difference method using a successive-over relaxation technique for a Rayleigh number range from 0.22 to 500, at three values of Prandtl number (0.72, 5.0 and 10.0). The variation of the flow, vorticity and temperature fields with the change of both Grashof and Prandtl numbers is discussed on the basis of the streamline, iso-vorticity and isothermal plots obtained . The effect of Prandtl number alone on the momentum field, energy distribution and heat transfer rate is discussed, by a comparison of the isotherms, streamlines and correlation curves obtained for the three different Prandtl numbers. The theoretical analysis places emphasis on the singular nature of the boundary conditions specified and on the influence of the finite size of the domain of the finite difference scheme. Some results for an upward facing horizontal isothermally heated plate of finite width were also obtained, and were compared to data for the downward facing case. A semi-focussing Schlieren colour system was used order to investigate experimentally the flow behaviour on a horizontal plate with the heated surface facing-downward The experimental results sought were evidence of the non-boundary layer nature of the flow. The evidence of non-boundary layer flow was obtained conclusively. / Applied Science, Faculty of / Mechanical Engineering, Department of / Graduate