Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-16T00:16:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T17:08:25Z : No. of bitstreams: 1 214479.pdf: 4452787 bytes, checksum: 3910c94df4703ba74ae49d4e70357d02 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:12:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:22:39Z : No. of bitstreams: 1 92649.pdf: 5531865 bytes, checksum: 1691deb44ad1b7092e271b33571f0dfd (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:23:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:43:00Z : No. of bitstreams: 1 99099.pdf: 2697471 bytes, checksum: bab292e1c20b0c3b64462a4763ad980a (MD5) / O presente trabalho refere-se ao estudo numérico, com validação experimental, do escoamento laminar, incompressível e isotérmico de ar em difusores radiais onde o disco frontal é inclinado. Este estudo tem sua motivação no aprimoramento do modelo de laboratório de um sistema de válvula de compressores de refrigeração. No procedimento experimental apresentam-se, detalhadamente, a especificação de todos os equipamentos utilizados, a descrição da bancada, a metodologia usada durante a tomada de dados e suas reduções. As equações governantes, escritas com uma transformação de coordenadas na direção axial, são solucionadas pelo método dos volumes finitos. O acoplamento entre pressão e velocidade é resolvido pelo algoritmo SIMPLE e os esquemas convectivos QUICK e Lei de Potência são testados. A validação do modelo numérico é realizada através da comparação do perfil radial de pressão sobre o disco frontal com uma solução analítica para difusor radial com discos paralelos, e também com resultados experimentais para o próprio difusor. Resultados de distribuição de pressão, força sobre a palheta e áreas efetivas de força e escoamento são apresentados a fim de se determinar a influência do afastamento entre os discos, do número de Reynolds e da inclinação do disco frontal sobre o escoamento. Além disso, são mostradas algumas características do campo de velocidade e plotam-se alguns gráficos de campos de pressão no interior do difusor. A inclinação do disco frontal altera significativamente os campos de velocidade e pressão, porém, os parâmetros globais como força e áreas efetivas de força e escoamento não são grandemente alterados. Para deteminadas combinações do número de Reynolds, do afastamento e da inclinação entre os discos, a distribuição de pressão apresenta regiões de pressão negativa que tende a succionar o disco frontal, e também, um momento resultante que tende a deixar os discos paralelos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-17T10:31:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:11:45Z : No. of bitstreams: 1 182786.pdf: 6101012 bytes, checksum: 8c6d349d0f4ed356b185b3b57401f064 (MD5) / Na análise moderna de sistemas elétricos de potência, é essencial ter à disposição modelos matemáticos confiáveis dos seus diversos componentes, de modo que se possa estudar o seu comportamento através de simulações digitais. Este trabalho trata do levantamento do modelo matemático do sistema de excitação de um gerador síncrono, a partir dos seus diagramas eletroeletrônicos. Trata também da sua validação, por meio da comparação dos resultados de simulações digitais feitas com o modelo e registros de ensaios de campo, efetuados durante o processo de comissionamento do equipamento. A abordagem empregada procura evidenciar aspectos práticos do levantamento das funções de transferência em geral ignorados em estudos acadêmicos, nos quais essas funções não são de fato levantadas ou construídas, mas já existem de forma padronizada. Ao longo do trabalho, a operação de cada componente do sistema estudado é explicada e discutida em profundidade, para o que são também abordados aspectos pertinentes da operação e proteção de um sistema elétrico de potência. Ênfase especial é dada ao desempenho do sistema de excitação como um todo, em que são analisadas as possibilidades de interação entre seus componentes. Sob certas circunstâncias, as ações individuais desses componentes podem ser conflitantes, e cuidados especiais devem ser tomados para assegurar o funcionamento harmônico do sistema.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T12:37:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:36:14Z : No. of bitstreams: 1 176170.pdf: 57553316 bytes, checksum: 3d1601d2f01c451cb30a6e483c9acfef (MD5) / O presente trabalho faz uma análise de alguns aspectos do ensino, em especial de matemática, procurando entender a Educação dentro de um contexto econômico, social e político, enfatizando a construção do conhecimento integrado como uma estratégia educacional. Discorre sobre educação profissional no Colégio Agrícola de Camboriú, em especial sobre Apicultura e sua cadeia produtiva, sendo envolvida pela proposta de ensino-aprendizagem, denominada de modelação Matemática. Também tem por objetivo apresentar uma nova metodologia de trabalhar a Matemática no Ensino Médio, apontando os aspectos positivos e negativos detectados em cada etapa do processo. Por outro lado, constata-se que a Modelagem Matemática mostra ser um processo utilizado há séculos, em toda ciência, e em particular na área de Agropecuária. Essa constatação determina que a prática educativa utilizando a Modelação como estratégia para o ensino de Matemática, tem condições de aproximar os estudos teóricos com a realidade vivenciada pelos alunos no Colégio Agrícola de Camboriú.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:39:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274070.pdf: 2192608 bytes, checksum: 2d6e28f29201e9d1b9e8e212cfedb33c (MD5) / A modelagem e a simulação da secagem de madeira podem auxiliar na definição das condições adequadas de secagem para cada espécie, definidas pelo programa de secagem. Apesar de existirem outros métodos de secagem, a secagem convencional ainda é a mais utilizada, especialmente para madeiras tropicais. Entre as espécies para as quais há carência de informações relativas à secagem estão a muirapiranga (Brosimum rubescens e B. paraensis), a timborana ou fava-orelha-de-negro (Enterolobium schomburgkii) e a andiroba (Carapa guianensis). Para estas espécies foram determinados parâmetros necessários à modelagem do processo de secagem, como a difusividade efetiva e isotermas de sorção. As isotermas de sorção foram determinadas experimentalmente em câmaras com umidade relativa do ar ajustada com soluções salinas supersaturadas, nas temperaturas de 47, 60 e 85 °C. Os modelos de Hailwood e Horrobin (HH) e Gugenhein, Andersen e de Bôer (GAB) foram ajustados com os dados experimentais e utilizados para definir a umidade de equilíbrio nas condições de temperatura e umidade relativa determinadas nos programas de secagem. Cerca de cinqüenta peças por espécie foram submetidas à secagem nas temperaturas de 50 e 70 °C e umidades relativas de 20 e 60%. As curvas de secagem obtidas através das pesagens diárias permitiram a determinação da difusividade efetiva. Analisando o conjunto das três espécies, a difusividade apresentou alta correlação negativa com a massa específica básica da madeira. Os coeficientes convectivos de transferência de massa foram determinados experimentalmente, mas os valores obtidos foram considerados inconsistentes pela dificuldade de determinar o teor de umidade superficial da madeira e pela ausência de uma fase de secagem com taxa constante. Nos modelos foram utilizadas propriedades térmicas, coeficientes de transferência de massa e de calor obtidos através de relações empíricas. A validação da difusividade efetiva foi realizada através da aplicação em um modelo difusional, unidimensional, isotérmico, com coeficiente de transferência de massa infinito, discretizado pelo método dos volumes finitos. Foi possível reproduzir curvas de secagem e os gradientes de umidade em diferentes momentos durante a secagem. Em seguida foram simulados programas de secagem recomendados para cada uma das três espécies utilizando um modelo composto por uma equação da conservação da energia e uma equação da conservação da espécie química (balanço de massa para a água), sendo a condução de calor e a difusão de umidade os componentes principais destas equações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T14:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 279706.pdf: 1685415 bytes, checksum: 660664c0ec91717e001aa5f56b81d450 (MD5) / O presente trabalho foi estruturado com base no dilema enfrentado pelas indústrias brasileiras exportadoras de carne de frango no escoamento de sua produção até o porto de embarque para o exterior. A decisão entre unitizar na unidade produtora ou transferir o produto para um armazém frigorífico pode representar uma significativa economia com a redução dos custos logísticos. Buscando contextualizar o problema foi exposto o mercado internacional de carne de frango, destacando a posição que o Brasil ocupa no mesmo. Como embasamento teórico foi apresentado a revisão de temas fundamentais para a elaboração do modelo matemático de decisão. Na seqüência foi exposta a metodologia proposta e, por fim, foi apresentado o estudo de caso realizado em uma das maiores exportadoras do setor. Na aplicação prática do modelo ficou constatado a viabilidade econômica do mesmo. Do ponto de vista operacional pode-se perceber maior agilidade e segurança no processo de decisão. / This study was structured based on the dilemma faced by Brazilian industries exporters of chicken meat in the marketing of its production to the port of embarkation to the outside. The decision on loading in the factory or transfer the product to a cold store may represent a significant savings from the reduction of logistics costs. In order to contextualize the problem was presented the international market for chicken meat, highlighting the position that Brazil occupies in this area. As a theoretical point of view, was presented the main concepts for the development of the mathematical decision model. In the sequence was shown the proposed methodology and, finally, was presented the case study conducted in one of the largest exporters in the sector. The economic viability of the proposed model was verified through the practical application of it. From the operational point of view one can see greater flexibility and security in the decision process.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T18:48:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274142.pdf: 3094996 bytes, checksum: 88a0277ca099164342a09f709316a7e6 (MD5) / É comum o uso de procedimentos de cálculo na simulação numérica de reservatórios de petróleo que, visando menor esforço computacional, maior robustez e simplicidade no código numérico, simplificam as equações governantes de conservação através de aproximações que podem implicar em erros significativos nas soluções de determinados problemas. Uma clássica aproximação deste tipo abordada neste trabalho, num domínio bidimensional, é o esquema de cinco pontos quando empregado a malhas não ortogonais e/ou a meios anisotrópicos. Neste trabalho é desenvolvida uma ferramenta de pré-processamento de dados denominada Indicador de Qualidade de Malha. Este indicador permite ao usuário comparar diferentes malhas e optar por aquela que introduz menores erros nas soluções. Além dessa ferramenta, são comparadas soluções baseadas nos esquemas de cinco e nove pontos empregando algumas metodologias numéricas. Para os esquemas de cinco pontos empregados, a primeira metodologia está contida no software ECLIPSE 100 que adota o método dos volumes finitos tradicional com as transmissibilidades propostas por Hegre et al. (1986). A segunda está contida no simulador desenvolvido neste trabalho que também emprega o método tradicional dos volumes finitos e propõe uma nova metodologia de cálculo das transmissibilidades para um esquema de cinco pontos. Para os esquemas de nove pontos, três metodologias são utilizadas. A primeira contida no software ECLIPSE 300 emprega o método MPFA Multi-Point Flux Approximation. A segunda, contida num simulador desenvolvido no laboratório SINMEC, emprega o método dos volumes finitos baseado em elementos EbFVM Element-based Finite Volume Method. E por fim, a terceira é uma das versões do simulador desenvolvido neste trabalho que emprega o método dos volumes finitos tradicional onde é proposta uma nova metodologia de cálculo para as transmissibilidades para uma discretização de nove pontos. Desta forma, este trabalho apresenta uma nova metodologia de cálculo das transmissibilidades tanto para esquemas de cinco quanto para esquemas de nove pontos. As transmissibilidades de nove pontos propostas produziram bons resultados quando comparadas com as metodologias de nove pontos empregadas. O indicador de qualidade de malha mostrou ser uma boa ferramenta para avaliar erros. / In petroleum reservoir simulation is common to use numerical calculations that simplify the governing conservation equations in order to reduce the computational time, increase the simulator robustness and simplicity. However, these approximations may result in considerable errors. A classic type of this approximation, studied in this work, is the five point scheme, for two dimensional domains, when using non-orthogonal meshes and/or anisotropic media. In this work a pre-processing feature named Quality Mesh Indicator is developed. This indicator allows the user to compare different meshes and to decide the one that introduces less error in the solutions. Furthermore, solutions based on five and nine point schemes are compared using some numerical tools. For the different five point schemes compared, the first methodology is used by the commercial simulator ECLIPSE 100, which uses the traditional finite volume method with transmissibilities proposed by Hegre et al. (1986). The second is a simulator developed in this work which also uses the traditional finite volume method and proposes a new methodology for the five points transmissibility calculation. For the nine point schemes, three methodologies are used. The first one is inside the commercial simulator ECLIPSE 300, which uses the Multi-Point Flux Approximation (MPFA) method. The second, used in an in-house simulator, employs the Element-based Finite Volume Method (EbFVM). And the last one is another version of the simulator developed in this work, where a new methodology for the transmissibility calculation is proposed. This way, two new methodologies for the transmissibility calculation were developed in this work, one for the five and another for the nine point scheme. The nine points transmissibilities proposed generated results that are in good agreement with results from simulators that used nine points methodologies. The quality mesh indicator seems to be a good tool in order to evaluate errors in solutions that used five point schemes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266728.pdf: 1581002 bytes, checksum: e697a795a3a8fcf4a1ce205abc829bb4 (MD5) / A aplicação de campos elétricos intensos em suspensões de células provoca o aumento da condutância da membrana plasmática (Gm). Este fenômeno, chamado de eletroporação, tem sido utilizado na biologia e medicina. Alguns mecanismos e fundamentos da eletroporação ainda não são completamente entendidos. Neste trabalho realizou-se medições macroscópicas da condutividade de suspensões celulares, e através da análise numérica, obteve-se as alterações microscópicas (como, condutância e potencial na membrana) causadas pela eletroporação. A alteração da condutividade da suspensão de células foi medida com a aplicação de campo entre 400 e 1650V/cm, para frações volumétricas de p=0,07 e 0,35. Os resultados experimentais (p=0,07) foram utilizados para obter os parâmetros dos modelos de Krassowska et al. (1999) e Hibino et al. (1993). Com a análise numérica, estudou-se a dinâmica de abertura e fechamento dos poros, a distribuição do potencial de transmembrana induzido, o potencial crítico, efeito da condutividade do meio ( o), do citoplasma e do raio da célula (r) na eletroporação. Comparamos os resultados com o modelo da condutividade de Maxwell e Pavlin et al. (2005). O máximo valor de Gm foi entre 1-7S/cm2, e variação do ângulo crítico (a partir do qual Gm é desprezível) entre 50 e 65 . Estes valores confirmam os resultados obtidos por Kakorin et al. (2002) e Schmeer et al. (2004). Os modelos matemáticos apresentaram um erro menor que 3%. A metodologia desenvolvida mostrou-se adequada para o estudo experimental da eletroporação. Demonstrou-se que o e 'r' têm que ser considerados na escolha adequada da intensidade e duração dos pulsos. No entanto, para meios de baixa condutividade, contendo células maiores que 7 m de raio, as dimensões das células não afetam significativamente a abertura de poros.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T21:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273146.pdf: 10177382 bytes, checksum: f3b6e0684c26348a9d7d2bcb9a9545f3 (MD5) / O presente trabalho apresenta uma metodologia para o projeto de cassetes de refrigeração onde os componentes do cassete (e.g., condensador, evaporador, compressor) são selecionados através de um algoritmo de otimização baseado na simulação numérica do sistema de refrigeração. Para tanto, modelos matemáticos foram desenvolvidos para cada um dos componentes do cassete, especialmente para os trocadores de calor (evaporador e condensador), uma vez que estes afetam tanto o desempenho quanto o custo do produto. Um modelo tri-dimensional inédito foi então proposto para simular o comportamento termohidráulico de trocadores de calor tubo-aleta com base nos princípios fundamentais da conservação da massa, energia e da quantidade de movimento aplicados tanto ao domínio do ar como do fluido refrigerante. Os resultados das simulações foram validados contra dados experimentais obtidos testando-se diferentes trocadores de calor em um túnel de vento especialmente projetado para esta finalidade. Os sub-modelos do evaporador e do condensador foram então acoplados aos sub-modelos desenvolvidos para o compressor e o dispositivo de expansão com a finalidade de simular o comportamento global do sistema de refrigeração. Os resultados das simulações foram validados contra dados experimentais obtidos testando-se diferentes cassetes de refrigeração em um calorímetro desenvolvido especialmente para esta aplicação, quando se verificou que as previsões do modelo para as pressões de evaporação e condensação, potencia consumida, capacidade de refrigeração e coeficiente de performance apresentaram uma boa concordância com os dados experimentais, com erros na faixa de ±10%. Apos o exercício de validação, o modelo foi empregado para otimizar tanto as geometrias do condensador e do evaporador quanto para selecionar o compressor com base em diferentes critérios de avaliação de desempenho que levam em conta tanto o COP do sistema como o custo do produto. Dois novos cassetes foram então projetados, construídos e testados com base nos resultados da otimização, apresentando uma relação COP / custo ate duas vezes superior ao produto original. Como resultado, propôs-se uma metodologia computacional de projeto e otimização que pode ser empregada a quaisquer sistemas de refrigeração que façam uso de trocadores de calor compactos do tipo tubo-aleta.