Orientador: Kamal A. R. Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T12:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MarceloModesto_M.pdf: 3275706 bytes, checksum: 58fc67a9bf6e3734d184fe0b7e6fdfc9 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo estudar a mudança de fase em uma camada porosa constituída de materiais metálicos e não-metálicos, de modo a se conseguir um modelo numérico que satisfaça os dois tipos de materiais. Modelou-se o problema em uma geometria plana, unidimensional, aplicando-se em um dos contornos da camada porosa condições de contorno de temperatura constante e taxas de fluxo de calor. A equação governante do processo é a equação da energia na forma transiente, sendo resolvida considerando-se que a transferência de calor é feita exclusivamente por condução, desprezando-se os efeitos da convecção natural pelo fato da presença do meio poroso. A influência do meio poroso é introduzida através do conceito de propriedades efetivas. A simulação numérica foi baseada no método de volumes de controle em diferenças finitas, usando-se um esquema de malhas móveis e a formulação implícita de CrankNicholson. A condição de contorno de fluxo de calor é analisada utilizando-se fluxo de calor constante e variável com o tempo. Modelos para a variação da temperatura ambiente e da incidência de radiação solar são obtidos na literatura para o caso de fluxo de calor variável. No caso do processo de solidificação a simulação numérica foi feita analisando-se os efeitos de parâmetros como porosidade, temperatura imposta no contorno, temperatura inicial e a espessura da camada porosa, na distribuição de temperatura, comportamento da interface e no tempo de solidificação total da camada porosa. Para o processo de fusão analisaram-se os efeitos de diferentes fluxos de calor constantes e variáveis na distribuição de temperatura, comportamento da posição da interface, tempo de fusão total da camada porosa e na temperatura da superfície exposta ao fluxo de calor / Abstract: The objective of this work is to study the phase change in a constituted porous layer of metallic and non-metallic materials, in such a way that the proposed numerical model can be used to satisfy both types of materiaIs. The problem was modeled as one dimensional in plan geometry, where the constant temperature and constant heat flux boundary conditions were applied at one of porous layer contours. The transient energy equation of the process was solved considering the effect of heat conduction, neglecting the effects of natural convection due to the presence of porous medium. The concept of effective properties has been used to introduce the influence of the porous medium. Numerical simulation was based on the method of the control volume in finite difference form, using moving grid scheme and the implicit Crank Nicholson formulation. The heat flux boundary condition was analyzed using a constant heat flux, which varies with time. Ambient temperature and solar radiation incidence models were obtained from the literature for the case of variable heat fluxo In the case of the solidification process numerical simulations were used to analyze the effects of the parameters such as porosity, imposed boundary temperature, initial temperature, and the porous layer thickness on the temperature distribution, interface behavior, and the total solidification time of the porous layer. For the fusion process the effects of different constant and variable heat flux conditions upon temperature distribution, interface behavior, total solidification time of the porous layer and the surface temperature exposed to the heat flux were analyzed. / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Marcelo Morteira Ganzarolli, Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tosin_RicardoCarvalho_M.pdf: 2724952 bytes, checksum: 43d94e4642402ff43fbf26528cfcaeb6 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T11:25:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pimentel_JorgeRoberto_D.pdf: 22378008 bytes, checksum: 5dcdd3a7a38b2dba16ed6423a20f3ca8 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A solidificação em meios porosos saturados com líquido apresenta muito interesse,sendo muitas as aplicações práticas existentes, por exemplo na industria e agricultura. Este trabalho foi iniciado com o propósito de obter um melhor entendimento do problema e verificar a influência de vários parâmetros associados com o mesmo. Ele foi dividido em duas partes: modelamento e solução numérica e verificação experimental da validade do modelo e das hipóteses adotadas. Adaptou-se um modelo analítico conhecido, aplicável à uma única substância pura e sob condições de contorno idealizadas, introduzindo-se o conceito de propriedades térmicas efetivas.Os resultados foram comparados com medidas experimentais, mostrando concordância satisfatória. Com o objetivo de analisar situações e condições de contorno reais, o mesmo problema foi formulado e resolvido numericamente, comparando-se os resultados obtidos com as previsões analíticas e com valores experimentais. Foram feitas varias simulações, para condições de contorno de isolamento, convecção e temperatura ambiente variável, empregando-se diferentes materiais sólidos e meios com porosidades variadas. As comparações com os resultados experimentais indicaram boa concordância, exceto quando foram usados materiais porosos altamente condutores / Abstract: The problem of solidification in porous medium saturated with liquid is very interesting and has many pratical implications in industry, agriculture etc. This study was initiated in order to have better understanding of the problem and verify the influence of the various parameters associated with the problem. The study was divided into two parts; modeling and numerical solution of the problem and experimental verification of the validity of the adopted model and the assumptions. In this study an available analytical model for pure and unique substance under idealized boundary conditions was adapted to handle the present problem using the concept of effective thermal properties. The results were compared with experimental measurements and the agreement was found to be satisfactory. In order to treat real situations under real boundary conditions, the problem was formulated and the resulting equations with different boundary conditions were solved numerically. The obtained results were compared with the analytical predictions and also with experiments. Various simulations were realized including insulated and convective boundary conditions, variable ambiental temperature and different solid materiais with different porosities. Comparison with the experiments indicated good agreement except for high conducting porous media / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Estágio realizado no INEGI e orientado pelo Eng. Pedro Portela e Doutor Jaime Monteiro / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:17:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229518.pdf: 3470059 bytes, checksum: 61428334e1ab4cea0b6964a8e5b88cb6 (MD5) / A caracterização de materiais porosos se constitui em um problema de grande interesse científico e tecnológico. A determinação de propriedades macroscópicas de transporte destes materiais tem aplicação em várias áreas, como a de solos, a de produção de petróleo e as de construção civil e construção mecânica, por exemplo. No presente trabalho, são apresentados métodos computacionais utilizados para a estimativa da permeabilidade intrínseca e do fator de formação. Aliadas a estes métodos computacionais são utilizadas técnicas de análise de imagens digitais. Para a estimativa da permeabilidade intrínseca, utilizou-se os modelos série-paralelo. Estes modelos utilizam a distribuição de tamanho de poros para o cálculo da permeabilidade e são caracterizados por permitirem uma rápida obtenção dos resultados. O fator de formação é determinado com uma relação entre a resistividade elétrica efetiva de um meio saturado com um fluido condutor e a resistividade deste fluido. Para a obtenção da resistividade efetiva de uma microestrutura porosa utilizou-se o método de Random Walk. A verificação da validade dos modelos aqui estudados foi feita aplicando tais modelos a rochas reservatório de petróleo. Utilizando-se lâminas delgadas confeccionadas a partir de amostras de rochas reservatório foram obtidas imagens digitais com o auxílio de microscópios ópticos. Estas imagens foram segmentadas e a partir delas foram obtidas a porosidade, a distribuição de tamanho de poros e a correlação das microestruturas destas amostras. Com a distribuição de tamanho de poros, obtida através de morfologia matemática, foram obtidos resultados de permeabilidade intrínseca utilizando algumas propostas de modelos série-paralelo. A correlação foi utilizada na reconstrução de imagens tridimensionais usando um modelo de Gaussiana truncada, e essas imagens foram utilizadas na obtenção de resultados para o fator de formação. The characterization of porous materials constitutes a problem of scientific and technological interest. Determination of the macroscopic properties of the porous medias have application in many areas, such as production of petroleum, civil and mechanical engineering, for example. In the present work are presented computational methods to estimate the intrinsic permeability and the formation factor. With this methods are used the techniques of digital image analysis. The intrinsic permeability is determined using series-parallel, or cut-and-rejoin, models. These models calculate the permeability from the porous size distributions functions and are characterized by the easy of use and for obtaining fast results. The formation factor is determined by the relation between the electrical resistivity of the porous media saturated with a conducting fluid and the electrical resistivity of this fluid. The Random Walk method is used to calculate the resistivity of the fluid saturated porous media. These computational methods to estimate the intrinsic permeability and the formation factor are applied to reservoir rocks. Digital images were captured from thin sections of the reservoir rocks with optical microscopes. This images were segmented, and from the binary images, the porosity, the porous size distribution and the correlation function of the cores were determined. Using the porous size distribution determined from mathematic morphology the results of intrinsic permeability are obtained using some propositions of series-parallel models. The correlations are used to reconstruct the three-dimensional images using a truncated Gaussian model, and the 3-D images are used to obtained the formation factor.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349593.pdf: 55241940 bytes, checksum: ee75d509f35c2642c826c136f1126592 (MD5) Previous issue date: 2017 / Dentre as principais fontes de ruído e vibrações em compressores herméticos, a pulsação do gás de refrigeração no sistema de descarga é responsável por uma parcela significativa de ruído radiado pela carcaça e pela pulsação, transmitida ao gabinete do refrigerador. A pulsação é transmitida ao gabinete através do condensador ao qual encontra-se diretamente conectado. Um método tradicional do controle de ruído do compressor é através do uso de materiais porosos na câmara principal do filtro acústico. A caracterização dos parâmetros macro-acústicos (resistividade ao fluxo, porosidade, tortuosidade e comprimento característico viscoso e térmico) de materiais porosos é essencial para avaliar o comportamento do material e realizar análises experimental, numérica e analítica. A representação do meio poroso se dá com o uso do modelo de fluido equivalente JCA (Johnson-Champoux-Allard), que considera tais parâmetros. Um processo de otimização foi realizado para obtenção de parâmetros ótimos do material poroso metálico, visando maximizar a perda de transmissão sonora do filtro acústico na faixa de frequência de 500 Hz a 5 kHz. Protótipos foram avaliados e apresentaram melhor performance que o filtro acústico (reativo) atual de um compressor. / Abstract : Gas pulsation is an important noise source in household refrigerators. The pulsation is generated in the compressor discharge chamber and it is transferred to the cabinet through the condenser, which is directly connected to the back of the system. The discharge muffler has a considerable contribution of the noise refrigerator. The noise control is through metallic porous material used in expansion chamber of the muffler. The experimental characterization of the macroacoustic parameters of porous medium (airflow resistivity, porosity, tortuosity, vicous and thermal length) was did to compare the validations, such as numerical and anlytical. The porous material was modelled by Johnson-Champoux-Allard (JCA) approach as an equivalent fluid. The parametric optimization of the material is a powerfull tool to maximization the transmission loss of the acoustic system. The range frequency optmized is 500 Hz to 5kHz. Prototypes were developed and improved if compared with current muffler of the compressor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:05:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 83627.pdf: 2995070 bytes, checksum: 659b491a1908b9888ef64f8d82357e28 (MD5) Previous issue date: 1991 / Equações governantes para variáveis médias em problemas de transporte em meios porosos saturados são deduzidas a partir das mecânicas do contínuo. Durante o desenvolvimento, atenção especial é dedicada à modelagem dos termos desconhecidos que resultam do processo de média. O modelo é "fechado" com o auxílio de dados experimentais da literatura e de hipóteses relativas à essência de alguns dos mecanismos físicos envolvidos. A formulação resultante é, então, aplicada a um meio poroso constituído de esferas compactadas em um problema de placas paralelas. Com base nos resultados numéricos obtidos, o formalismo adotado é reavaliado e é discutida a influência de parâmetros importantes em casos práticos.

Orientador: Satoshi Tobinaga / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-24T19:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VelezPasos_CarlosAntonio_D.pdf: 7043556 bytes, checksum: 9250347e6f132fe6c176e90cab623835 (MD5) Previous issue date: 1999 / Abstract: The aim in this work was to study the heat transfer occurring when a porous food particle is heating by hot water flowing through a pipe and in an agitated water bath. For that, temperature changes at the center of cylinders and cubes of potato and carrot were registered for different temperatures, flow rates and arrangements. Timetemperature curves were constructed in function of gathered data, slope and intercept calculated from linear section of the curve which were used to find the liquid to particle heat transfer coefficient utilizing analytical equations. Adimentional correlations among Nusselt, Reynolds and Prandtl numbers such as Nu = 2 + a Re 0,8 Prl/3 were obtained with correlation coefficients R greater 0,92. / Abstract: The aim in this work was to study the heat transfer occurring when a porous food particle is heating by hot water flowing through a pipe and in an agitated water bath. For that, temperature changes at the center of cylinders and cubes of potato and carrot were registered for different temperatures, flow rates and arrangements. Timetemperature curves were constructed in function of gathered data, slope and intercept calculated from linear section of the curve which were used to find the liquid to particle heat transfer coefficient utilizing analytical equations. Adimentional correlations among Nusselt, Reynolds and Prandtl numbers such as Nu = 2 + a Re 0,8 Prl/3 were obtained with correlation coefficients R greater 0,92. / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Antonio J. A. Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T21:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinto_RenataTorresPereira_M.pdf: 3056478 bytes, checksum: b542ddd329ed741e564ed19a77926375 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Colunas empacotadas vêm sendo amplamente utilizadas em processos de separação industriais. A importância de se estudar os principais parâmetros deste processo está no fato de se estabelecer métodos razoáveis e confiáveis para o projeto de colunas contendo recheios estruturados. A retenção de líquido em colunas empacotadas é uma das principais características para que se possa obter uma correta predição dos parâmetros chaves de projeto. O início deste trabalho teve como tarefa a aquisição do recheio comercial estruturado Mellapak 500Y (Sulzer Brasil). Posteriormente, foram realizados o projeto e a instalação da coluna e daí as adaptações necessárias no equipamento experimental e no laboratório, para que dados experimentais confiáveis fossem obtidos. A coluna apresenta um diâmetro interno de 155 mm e uma altura de empacotamento máxima de 1,1 m. O objetivo principal foi estudar a hidrodinâmica de uma coluna empacotada, com ênfase na determinação experimental das retenções dinâmica e estática de líquido, utilizando-se os métodos do esgotamento e o volumétrico, respectivamente. Primeiramente, verificou-se como as condições operacionais afetam a formação das retenções dinâmica e estática de líquido. Posteriormente, realizou-se um estudo da influência da utilização de um distribuidor para a fase líquida. Finalmente, experimentos foram realizados para se verificar a influência da viscosidade sobre a retenção dinâmica de líquido no recheio em estudo e dados de tensão superficial diferentes de duas soluções com mesma viscosidade foram obtidos. Foi verificado que as retenções dinâmica e estática de líquido são fortemente afetadas pelo fluxo de líquido e são praticamente independentes do fluxo gasoso. Verifica-se que o aumento da viscosidade do sistema, trabalhando-se com uma mesma carga líquida, aumenta consideravelmente a retenção dinâmica. A utilização de um distribuidor para a fase líquida aumenta a retenção dinâmica de líquido quando se trabalha com soluções de baixa viscosidade e não apresenta nenhum considerável efeito para soluções viscosas / Abstract: Packed columns have been used in industrial separation processes. The importance in studying the main parameters of this process is due to the fact that it can be found reliable and reasonable methods for the design of columns with structured packing, being the liquid hold-up in packed columns one of the principal characteristic in getting the correct prediction of the key parameters of the design of such columns. The starting point of this work had as aim the acquisition of the structured commercial packing Mellapak 500Y. Subsequently, was made the design and installation of the column and the necessary adaptations in the equipment and in the laboratory for getting reliable experimental data. The column has a inner diameter of 155 mm and a maximum packed height of 1,1 m. The principal objective was to study the hydrodynamic of a packed column, with emphasis in the experimental determination of the dynamic and static hold-ups, using the draining and volumetric methods, respectively. Subsequently, experiments were carried out to study the influence of the use of a distributor for the liquid phase in the formation of the liquid hold-up. Finally, experiments were made to verify the influence of the viscosity of the liquid phase on it. Surface tension data of two solutions with the same viscosity were obtained. It is verified that the dynamic and static liquid hold-ups are strongly affected by the liquid flow and is almost independent ofthe gas flow. It can be found that the increase of the viscosity of the systems, working with the same liquid flow, considerably, increases the dynamic hold-up. The use of a distributor to the liquid phase increases the dynamic liquid hold-up working with low viscosity solution and does not present any considerable effect for viscous solution / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-24T17:48:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266709.pdf: 3329673 bytes, checksum: 4f870793c46ebef378602ba82cb4ad10 (MD5) / A caracterização de materiais porosos se constitui em um problema de grande interesse científico e tecnológico. A determinação de propriedades macroscópicas de transporte destes materiais tem aplicação em várias áreas, como a de solos, a de produção de petróleo e as de construção civil e construção mecânica, por exemplo. No presente trabalho, são apresentados métodos computacionais utilizados para a estimativa da permeabilidade intrínseca e do fator de formação. Aliadas a estes métodos computacionais são utilizadas técnicas de análise de imagens digitais. Para a estimativa da permeabilidade intrínseca, utilizou-se os modelos série-paralelo. Estes modelos utilizam a distribuição de tamanho de poros para o cálculo da permeabilidade e são caracterizados por permitirem uma rápida obtenção dos resultados. O fator de formação é determinado com uma relação entre a resistividade elétrica efetiva de um meio saturado com um fluido condutor e a resistividade deste fluido. Para a obtenção da resistividade efetiva de uma microestrutura porosa utilizou-se o método de Random Walk. A verificação da validade dos modelos aqui estudados foi feita aplicando tais modelos a rochas reservatório de petróleo. Utilizando-se lâminas delgadas confeccionadas a partir de amostras de rochas reservatório foram obtidas imagens digitais com o auxílio de microscópios ópticos. Estas imagens foram segmentadas e a partir delas foram obtidas a porosidade, a distribuição de tamanho de poros e a correlação das microestruturas destas amostras. Com a distribuição de tamanho de poros, obtida através de morfologia matemática, foram obtidos resultados de permeabilidade intrínseca utilizando algumas propostas de modelos série-paralelo. A correlação foi utilizada na reconstrução de imagens tridimensionais usando um modelo de Gaussiana truncada, e essas imagens foram utilizadas na obtenção de resultados para o fator de formação. The characterization of porous materials constitutes a problem of scientific and technological interest. Determination of the macroscopic properties of the porous medias have application in many areas, such as production of petroleum, civil and mechanical engineering, for example. In the present work are presented computational methods to estimate the intrinsic permeability and the formation factor. With this methods are used the techniques of digital image analysis. The intrinsic permeability is determined using series-parallel, or cut-and-rejoin, models. These models calculate the permeability from the porous size distributions functions and are characterized by the easy of use and for obtaining fast results. The formation factor is determined by the relation between the electrical resistivity of the porous media saturated with a conducting fluid and the electrical resistivity of this fluid. The Random Walk method is used to calculate the resistivity of the fluid saturated porous media. These computational methods to estimate the intrinsic permeability and the formation factor are applied to reservoir rocks. Digital images were captured from thin sections of the reservoir rocks with optical microscopes. This images were segmented, and from the binary images, the porosity, the porous size distribution and the correlation function of the cores were determined. Using the porous size distribution determined from mathematic morphology the results of intrinsic permeability are obtained using some propositions of series-parallel models. The correlations are used to reconstruct the three-dimensional images using a truncated Gaussian model, and the 3-D images are used to obtained the formation factor.