Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:32:23Z : No. of bitstreams: 1 152804.pdf: 1574676 bytes, checksum: ff3ee8fbcff955069aa60ffeab4e4d40 (MD5) / Neste trabalho, utilizando o método Linear de Orbitais Muffin-Tin (LMTO), calculou-se a estrutura eletrônica de ligas ordenadas Fe-Ni, a saber Fe3Ni, FeNi e FeNi3. Através deste cálculo, obtivemos informações sobre a estabilidade destes compostos, sua magnetização e densidade de estados (DOS). Fizemos também um cálculo das propriedades térmicas para os cmpostos de compressibilidades, à temperatura ambiente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T06:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T18:39:04Z : No. of bitstreams: 1 104786.pdf: 12672213 bytes, checksum: b191a14a26901fe70a079ce3f9b16a11 (MD5) / Apresenta-se um estudo numérico e experimental, com o objetivo de avaliar o desempenho higrotérmico de telhas permeáveis e impermeáveis. As propriedades físicas necessárias à realização das simulações numéricas foram determinadas em laboratório. Para as telhas de cerâmica foram realizados ensaios de densidade, porosidade, conteúdo de umidade na saturação, adsorção, dessorção, porosimetria a mercúrio e permeabilidade ao vapor. Um ensaio de campo foi realizado para verificar os fenômenos estudados. Neste ensaio determina-se a evolução do conteúdo mássico de umidade e temperatura de um grupo de telhas permeáveis e impermeáveis de diferentes materiais (cimento amianto, argamassa e cerâmica) em diferentes cores (natural, branca e preta). Apresenta-se uma comparação dos resultados. A partir de modelo matemático da teoria dos meios porosos, desenvolveu-se as equações discretizadas para a solução do problema da transferência de umidade em telhas porosas. Foi desenvolvido ainda um programa de simulação do processo, usando programação orientada a objeto em C++. As simulações realizadas mostram que a telha permeável tem maior temperatura noturna devido a absorção de umidade, e menor temperatura diurna pela perda de umidade. Também foi verificada a presença de patamar na evolução da temperatura das telhas permeáveis. Finalmente, realiza-se o ensaio de secagem de amostras de argamassa em estufa, com o objetivo de confirmar a presença de patamar na evolução da temperatura, durante o processo de secagem. Os resultados deste trabalho abrem a possibilidade do desenvolvimento de novas telhas com melhor desempenho térmico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:15:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327939.pdf: 5802472 bytes, checksum: b74741292af7e684859ed250541894a3 (MD5) Previous issue date: 2014 / As edificações são responsáveis por muitos impactos ambientais, grande parte deles relacionados ao consumo de energia. Uma das principais parcelas desse consumo é destinada ao condicionamento de ar e poderia ser minimizada através da melhoria do desempenho térmico das edificações. As propriedades radiantes das superfícies (refletância solar e emitância térmica) do envoltório do edifício são essenciais nesse processo, pois são responsáveis pelo comportamento das superfícies com relação à radiação. Em alguns países, estão disponíveis materiais de construção indicados para favorecer a eficiência energética, como os chamados ?revestimentos frios?, que possuem alta refletância e alta emitância. O objetivo geral deste trabalho é analisar a influência da refletância solar e da emitância térmica de superfícies externas no desempenho térmico de edificações nos diferentes climas brasileiros. Foram realizados experimentos e simulações computacionais. Na análise experimental foram medidas e analisadas amostras de tintas com diferentes refletâncias e emitâncias ao longo de um ano. Essa análise permitiu a verificação da confiabilidade da simulação computacional e também indicou o efeito da degradação natural nas propriedades superficiais das amostras. Os resultados mostraram que a exposição às intempéries teve maior impacto sobre a refletância solar do que sobre a emitância térmica das superfícies. Nas amostras de cor branca, a exposição provocou reduções de até 15% em suas refletâncias. Verificou-se, ainda, que os impactos da exposição foram provocados principalmente pela deposição de sujeira e que com limpeza periódica é possível manter a refletância solar próxima ao valor inicial. Nas simulações computacionais, um modelo de edificação residencial, com variações nas propriedades superficiais do envoltório, foi analisado para os diferentes tipos de clima brasileiros. Tais simulações demonstraram o impacto do uso de revestimentos com diferentes valores de refletância e de emitância no desempenho termo-energético do modelo, para cidades nas diferentes zonas bioclimáticas do Brasil. Confirmou-se a indicação de revestimentos com elevada refletância solarviiipara quase todo o território brasileiro. Entretanto, o mesmo não ocorreu com relação à emitância térmica. Para cidades de clima temperado (especialmente nas zonas bioclimáticas de 1 a 3) as simulações indicaram a adoção de valores menores de emitância térmica na superfície externa do envoltório, para melhorar o desempenho térmico no balanço anual. Dessa forma, pode-se dizer que os materiais frios não devem ser indicados indistintamente para todas as cidades, mesmo no Brasil.<br> / Abstract : Buildings are responsible for many environmental impacts, mostly related to energy consumption. An important part of this consumption is due to air conditioning and could be reduced by improving the thermal performance of buildings. The radiation properties of surfaces (solar reflectance and thermal emittance) of the building envelope are essential in this process, as they are responsible for the behavior of surfaces due to radiation. In some countries, there are available construction materials indicated to increase energy efficiency, as the cool materials, which have high reflectance and high emittance. The objective of this work is to analyze the influence of solar reflectance and thermal emittance of external surfaces on the thermal performance of buildings under different Brazilians climates. Experiments and computer simulations were performed. In the experimental analysis samples of paints with different reflectances and emittances were measured and analyzed during one year. This analysis allowed the verification of the computer simulation reliability and also indicated the effect of natural degradation in radiation properties of the samples. The results showed that exposure to weather had a greater impact on the solar reflectance than on the thermal emittance of surfaces. For white color samples, exposure caused reductions of up to 15% in their reflectance. It was also found that the impacts of exposure were mainly caused by the deposition of dirt; and it was possible to keep solar reflectance close to the initial value with regular cleaning. A model of residential building, with variations in radiation properties of the envelope, was analyzed for different Brazilian climates by means of computer simulation. These simulations demonstrate the impact of the use of coating with different reflectances and emittances in the thermal performance of the model for cities in different bioclimatic zones of Brazil. The results confirmed that the use of coatings with high solar reflectance is recommended for almost all Brazilian territory. However, the same cannot be said about thermal emittance. In temperate cities (especially in bioclimatic zones 1 to 3) it would be appropriate to adopt lower values of thermal emittance on the outer surface of envelope, to improve the thermal performance on the annual balance. Therefore, it canxbe said that cool materials should not be used indiscriminately in all cities, even in Brazil.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciênicas Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-19T03:08:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:31:09Z : No. of bitstreams: 1 184724.pdf: 2199939 bytes, checksum: 2f5d65a47993529117b6cdd6b8b23245 (MD5) / Quatro poliamidas foram sintetizadas por policondensação homogênea em 1,4-dioxano a partir do ácido 1,1'-ferrocenilmetanoico e etilenodiamina, 1,6-hexanodiamina, dietilenotriamina e trietilenotetramina. O tempo e temperatura de reação foram diferentes e específicos. Os resultados obtidos por este método, foram comparados com os das policondensações em m-xileno a partir do 1,1'-bis(clorocarbonil)ferroceno nas mesmas condições reacionais, e com policondensação heterogênea em benzeno-água a 25 °C. Os produtos isolados foram caracterizados por FTIR, RMN 1H e análise elementar de CHN. As policondensações homogêneas apresentaram melhores rendimentos de reação, particularmente para as reações com Fc(COOH)2 em 1,4-dioxano. As propriedades térmicas e mecanismo de decomposição dos derivados de ferroceno e poliamidas foram investigados através de técnicas termoanalíticas (DSC e TG/DTG) e FTIR. Os resultados mostraram temperaturas de fusão das poliamidas próximas a 200 °C. Para os precursores de reação, as curvas TG/DTG e os valores de Ea (faixa de 50-215 kJ mol-1) mostraram claramente que a estabilidade térmica obedece a ordem: Fc<FcCOOH<Fc(COOH)2. Para as poliamidas estudadas os valores de Ea na faixa de 50-400 kJ mol-1 sugerem mecanismos de decomposição do tipo randômico. O aquecimento das poliamidas a 350 °C por 1 hora, levou a uma completa decomposição das amostras com a formação de Fe2O3, independendo da atmosfera utilizada.

[pt] Este trabalho apresenta um método para a determinação de propriedades que aparecem em equações diferenciais parabólicas. O método é aplicado na determinação da difusidade térmica e da condutividade térmica de materiais utilizando temperaturas medidas em regime transiente em uma sonda. Além das propriedades mencionadas, o método determina a resistência térmica de contato entre a sonda e o material em estudo. As propriedades são obtidas a partir da técnica dos mínimos quadrados entre as temperaturas medidas experimentalmente e as calculadas a cada iteração pelo método numérico. O método descrito é capaz de determinar propriedades constantes tenha sido estudado. O método utiliza a solução da equação de condução de calor obtida pela técnica de discretização de Crank-Nicholson e pelo método de superposição de funções particulares. A sonda é construída a partir da análise dos coeficientes de sensibilidade e então a técnica é aplicada ao nylon. Alguns resultados de testes simulados e experimentais são apresentados e novas experiências propostas. / [en] A procedure is suggested to determine several properties in parcial differential equation of the parabolic type. The method is applied to the determination of thermal diffusivity and thermal conductivity of materials, using the measured transient temperatures in a special porbe. Another propertye to be determined is the thermal contact conductance between the probe and the material in a bulk. The properties are found by making the measured temperatures match the calculated temperatures in a least-squares sense. The method described is flexible enough to treat the special case of temperature dependent properties although only the case of constant properties has been verified. This method utilizes the solution of the heat conduction equation obtained by the Crank-Nicholeon method and by the method of particular solutions. The sensitivity coefficients can be utilized to gain insight in the method and they are utilized in order to have the probe built. The procedure is applied to nylon. Some results in simulated as well as in real experiments are presented and new experiments are suggested.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T00:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:51:34Z : No. of bitstreams: 1 82006.pdf: 2684050 bytes, checksum: ca3b243b6f9e3b78b66ed1c0cde2c5b2 (MD5) / O presente trabalho investiga o fenômeno da migração de umidade devido a gradientes térmicos entre duas fronteiras impermeáveis contendo um meio poroso não saturado. Sua motivação advém da necessidade de se conhecer o processo de secagem que ocorre em solos que envolvem cabos de potência aterrados. Dois modelos são analisados. O primeiro é uma análise paramétrica onde as propriedades difusivas e termofísicas do meio são constantes, enquanto que o segundo considera a variação das propriedades com a temperatura e o conteúdo de umidade. Ambos os modelos são aplicados a duas geometrias, plana e cilíndrica, e resolvidos numericamente. O objetivo principal deste trabalho é verificar o erro associado à utilização de propriedades constantes. Os resultados para os dois modelos foram comparados para quatro valoresde umidade inicial, 0,026, 0,103, 0,155 e 0,206 e três diferenças de temperatura entre as fronteiras, 1, 5 e 10oC. Os desvios associados à análise paramétrica aumentam com o aumento do gradiente de temperatura. Além disto, a discrepância entre os dois modelos é maior para conteúdos de umidade próximos àquele onde começa a existir continuidade da fase líquida. Para o meio analisado no presente trabalho esta umidade é em torno de 0,13. Recomenda-se, assim, o uso do modelo paramétrico para gradientes de temperatura baixos e/ou para solos muitos secos ou muito úmidos. Para os demais casos, o modelo paramétrico serve como uma primeira aproximação do problema.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:25:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287563.pdf: 4097153 bytes, checksum: 9c01aab8f9aa6cd5012d2d1e5982dd48 (MD5) / Tradicionalmente, a velocidade do ar tem sido enquadrada em termos de limites máximos admissíveis, a fim de se evitar desconforto dos usuários por correntes de ar (i.e. draft). Inúmeros autores têm proposto valores para a velocidade do ar tida como aceitável, variando de 0,50 a 2,50 m/s, sendo 0,80m/s considerada como a máxima permitida pela ASHRAE 55-2004. Em climas quentes e úmidos, no entanto, é provável que valores mais elevados sejam preferidos pelos ocupantes. Este projeto visa compreender a relevância e a aplicabilidade dos limites máximos para a a velocidade do ar, focando no conforto térmico dos ocupantes em edifícios ventilados naturalmente em climas quentes e úmidos. A metodologia se baseia em experimentos de campo, com medições das variáveis microclimáticas realizadas simultaneamente ao preenchimento de questionários pelos usuários. Duas campanhas foram desenvolvidas em faculdades de arquitetura em Maceió, localizada no nordeste brasileiro, durante o 'inverno' (Ago/Set) e verão (Fev/Mar), resultando em 2.075 questionários. A velocidade do ar foi investigada focando em dois valores de aceitabilidade do movimento do ar: 80 e 90%. As velocidades do ar mínimas encontradas para tal aceitabilidade foram próximas ou acima dos 0,80m/s determinado pela ASHRAE 55-2004. Os usuários apresentaram diferenças significativas na preferência e aceitabilidade do movimento do ar dependendo do seu historico térmico de exposição à ar-condicionado. Os resultados também indicaram que o incremento do movimento do ar definitivamente assume grande importância, sendo a aceitabilidade térmica insuficiente para investigar a satisfação dos usuários. Combinar a aceitabilidade do movimento do ar e térmica se constitui em desafio a ser enfrentado em climas quentes e úmidos. Por fim, este projeto sugere um conjunto de orientações para futuras normas em edificações naturalmente ventiladas no Brasil, considerando o incremento do movimento do ar como bemvindo para o conforto térmicos dos usuários em climas quentes e úmidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T18:04:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295962.pdf: 6619721 bytes, checksum: f89899632bdba23ef8223f96f6c0ff8d (MD5) / O trabalho apresenta uma metodologia de estudo e modelagem dos processos de transferência de calor em um forno túnel, com o objetivo de gerar subsídios técnicos para viabilizar propostas de melhorias, sob o ponto de vista térmico no forno. Utilizando biomassa e óleo de xisto como fonte de energia, o produto queimado consiste em telhas esmaltadas, empilhadas sob mobílias em cima de uma vagoneta. A modelagem numérica foi realizada em linguagem FORTRAN, baseando-se no método dos volumes finitos, contendo o domínio as paredes, teto do forno, vagoneta, telhas e mobílias, bem como a cavidade interna - por onde escoam os gases da combustão e resfriamento. Os fenômenos químicos e físicos envolvidos na modelagem numérica são, respectivamente, a combustão da lenha e óleo de xisto, trocas térmicas por radiação e convecção entre a superfície externa e o ambiente. Já, no interior do forno há troca por radiação entre a superfície interna com a carga, e por convecção entre fluido e as superfícies da parede e carga. Dados experimentais foram coletados com o forno operando em regime permanente, apresentando a solução numérica consistentes com os dados coletados, o que possibilita a predição do comportamento do forno como um todo. Resultados como o balanço global de energia no envelope do forno, curva de queima, bem como as distribuições de temperatura longitudinal e transversal na carga são apresentados e discutidos. / The work presents a study methodology, and a numerical model for the heat transfer processes in tunnel kilns, with the main goal of generating technical data, allowing optimization in the thermal efficiency and production of the kiln. Employing biomass and shale oil as fuel, glazed roof tiles . the firing products - are stacked in furnitures above the lorry. The numerical model was developed in FORTRAN, based in the method of finite volumes, having as domain the walls, roof, lorry with tiles and furniture, as well as the cavity - where the combustion and cooling gases flow. The numerical model accounts for the biomass and shale oil combustion, as well as the radiation and convection heat transfers between the external wall and the surroundings. Inside the kiln, radiation is transferred from the internal walls to the load, while convection heat transfer occurs between the flow and the surfaces of the walls and load. Experimental data . necessary for the global analysis of the kiln . were obtained with a working furnace, showing the numerical results good agreement with the experimental data, which allows the prediction of the kiln.s behavior. Outputs as energy global balance, the characteristic firing curve, as well as the longitudinal and transversal temperature distribution of the load are presented and discussed.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:28:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252708.pdf: 8232344 bytes, checksum: da40fe2ae6f27d1f172eb289577965b8 (MD5) / São diversos os elementos que contribuem para a sensação de conforto do indivíduo ao meio que o cerca. Em particular, no caso de pisos cerâmicos, tem-se observado que em locais onde normalmente as pessoas encontram-se descalças, a sensação térmica de frio ou quente depende das condições ambientais locais e das propriedades do material incluindo sua microestrutura e rugosidade superficial. O desconforto pode ser por calor em pisos de ambientes externos expostos à radiação solar (áreas de piscinas e terraços) ou desconforto por frio (quartos e banheiros). Neste contexto, o objetivo principal deste trabalho foi desenvolver placas cerâmicas que proporcionassem conforto térmico ao contato, mantendo as propriedades e características requeridas para os produtos de revestimentos cerâmicos. Para isto, duas propriedades térmicas precisaram ser avaliadas: a efusividade e a resistência de contato que é influenciada pela rugosidade dos pisos. A avaliação destas propriedades foi realizada por análise teórica, comparando a diferença de efusividade térmica e por ensaios experimentais, onde se mediu a temperatura da interface no contato de pisos com diferentes porosidades e o pé descalço. Desenvolveu-se também um modelo matemático para calcular a resistência de contato entre o pé (que apresenta uma certa rugosidade) e uma superfície rugosa. A efusividade térmica está diretamente correlacionada com a condutividade térmica e a densidade do material. Materiais com baixa condutividade e baixa densidade podem ser obtidos pela inclusão de poros na microestrutura decorrentes das matérias-primas e condições de processamento usualmente empregadas. Em relação ao comportamento mecânico, a presença de poros implica em diminuição da resistência. No entanto, a presença de uma porosidade controlada é essencial para materiais com funções térmicas, garantindo a transferência de calor adequada. Desta forma, a fim de otimizar essas propriedades, foram obtidas placas cerâmicas variando-se a porosidade das mesmas, atuando-se nos parâmetros de processamento: composição da massa cerâmica, variação da pressão de compactação e temperatura de queima. As placas cerâmicas obtidas com diferentes porosidades foram expostas ao ambiente ensolarado e medida a temperatura da sua superfície. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas como: módulo de ruptura em flexão e resistência ao desgaste pelo método da abrasão profunda. Os resultados teóricos e experimentais mostram que por meio do aumento da porosidade das placas cerâmicas obtidas, a condutividade e a efusividade térmica diminuem promovendo o conforto no contato.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264044.pdf: 17372417 bytes, checksum: 24793d33aea9f12cdcfaca6a2833e9e7 (MD5) / O estudo do comportamento térmico de fluidos com viscosidade variável em função da temperatura ainda é uma área da ciência térmica pouco estudada, apesar de sua vasta aplicação industrial (laticínios, indústria química de polímeros, indústria petrolífera, dentre outros.). O principal desafio deste estudo está em caracterizar o comportamento fluidodinâmico do Cimento Asfáltico Processado (CAP) em função da temperatura para diferentes sistemas de aquecimento ou resfriamento. Em temperatura ambiente, o CAP comporta-se como um fluido viscoelástico. Em temperaturas elevadas, apresenta-se como um fluido Newtoniano, porém com viscosidade variável com a temperatura. Neste trabalho o CAP apresenta-se confinado em um tanque de aço inoxidável, aquecido por um conjunto de resistências elétricas instaladas próximas a base do tanque. Este tanque foi desenvolvido para o estudo experimental de um tanque de armazenamento de asfalto de refinarias da Petrobrás. O tanque e as resistências foram instrumentados com termopares para obtenção da distribuição de temperatura. Entretanto devido à dificuldade de instrumentação com anemômetros de fio quente, as velocidades do fluido em função da temperatura, geradas a partir da convecção natural do CAP, foram obtidas a partir de simulações numéricas. Próximo ao fundo do tanque, foram instaladas resistências elétricas responsáveis pelo aquecimento por convecção natural do CAP dentro do tanque para comparar o efeito da dissipação de calor para diferentes geometrias de aquecimento estudadas. A validação da simulação numérica foi feita através da comparação da distribuição de temperaturas, obtidas a partir de resultados experimentais e numéricos, para diferentes potências aplicadas nos sistemas de aquecimento (resistências elétricas). Um modelo numérico confiável representa uma grande ferramenta de projeto de sistemas de aquecimento de tanques de armazenamento de asfalto reais, que empregam a tecnologia de termossifões.