Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2007. / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271114.pdf: 3208807 bytes, checksum: df7b61b0bf61da6a04f6a976c1a7b52f (MD5) / Reatores elétricos são equipamentos utilizados principalmente para limitar a corrente de curto-circuito ao longo de alguns sistemas, inibir a formação de tensões muito instáveis em fornos a arco durante o processo de fundição de ferro e reduzir as correntes harmônicas em sistemas de distribuição de energia. Como hoje em dia as subestações e as indústrias que utilizam esses equipamentos estão mais próximas aos centros urbanos, órgãos ambientais, principalmente na Europa e Estados Unidos, passaram a exigir a especificação do nível de potência sonora gerado por reatores elétricos. Dessa maneira, um estudo é realizado para caracterizar as forças de excitação que provocam a vibração das paredes do reator e geram ruído. Como as paredes dos reatores são formadas por fios de alumínio bobinados e encapsulados por resina e fibra de vidro, ensaios dinâmicos são realizados para caracterizar as propriedades mecânicas desse conjunto de materiais. Uma avaliação experimental de um protótipo é realizada para caracterizar os modos naturais de vibração, a forma de vibração do equipamento em funcionamento e o nível de potência sonora radiado. Para determinar a vibração das paredes do reator são desenvolvidos modelos analíticos e em elementos finitos. Já para determinar o nível de potência sonora são utilizados modelos analíticos, em elementos finitos e elementos de contorno. Na seqüência, os modelos de radiação sonora são comparados com resultados experimentais apresentando boa concordância. Dessa forma, é possível concluir que apesar de conterem algumas simplificações os modelos fornecem bons resultados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T13:16:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:23:00Z : No. of bitstreams: 1 182406.pdf: 6915397 bytes, checksum: 7906817494f648757d77ef00d8453d1b (MD5) / O presente trabalho trata do estudo de reatores eletrônicos com alto fator de potência para alimentar lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão. Primeiramente é feito um estudo sobre as características deste tipo de lâmpada obtendo-se também um modelo de simulação para a mesma. A seguir é feito o estudo de um retificador passivo para a correção do fator de potência, que foi escolhido pela sua simplicidade e robustez. A seguir são descritos dois inversores, um simétrico e um assimétrico, com diferentes estratégias de comando, para alimentar a lâmpada. É importante destacar a simplicidade dos circuitos de comando e a comutação suave dos interruptores em ambos os inversores, em toda a faixa de operação. O inversor assimétrico é microcontrolado permitindo uma variação da luminosidade da lâmpada de acordo com a programação do microcontrolador. Ao final tem-se uma conclusão sobre as vantagens e desvantagens das estruturas escolhidas e algumas sugestões para o prosseguimento da pesquisa nesta área.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:33:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:11:07Z : No. of bitstreams: 1 151700.pdf: 3630124 bytes, checksum: e6ed92c876e0c34ce5a9778cf85ca316 (MD5) / Estudo de inversores ressonantes meia-ponte auto-oscilantes com pré-regulador Buck-Boost integrados em uma única topologia com a finalidade de alimentar lâmpadas fluorescentes. Realiza-se uma análise teórica e desenvolve-se uma metodologia de projeto. São realizadas simulações e implementação de protótipos. Todos estudos envolvem o atendimento às prescrições de desempenho e segurança da nova norma da ABNT.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:23:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289924.pdf: 11626138 bytes, checksum: e0d14293f7b00442f257236eeea01b1b (MD5) / Nos sistemas de corrente contínua em alta tensão usados para transmissão de energia elétrica em longas distâncias, o processo de retificação, que consiste na transformação de corrente alternada para corrente contínua, e o processo de inversão, que corresponde à transformação de corrente contínua para corrente alternada, produzem tensões e correntes harmônicas que podem gerar elevados níveis de ruído. Dentre os equipamentos elétricos que mais contribuem na geração do ruído estão os reatores com núcleo de ar. Em geral, o ruído gerado por estes equipamentos depende principalmente da vibração que é induzida na sua estrutura através da ação de forças magnéticas resultantes do fluxo de corrente que circula no reator. O objetivo principal desta pesquisa consiste no desenvolvimento de um modelo vibroacústico que permita determinar o ruído gerado por estes equipamentos. Devido à natureza do problema abordado, o modelo proposto é formado por três modelos discretos desacoplados. O primeiro modelo é usado para calcular as forças resultantes da indução magnética gerada pelo reator. O segundo modelo busca representar o comportamento dinâmico dos reatores em funcionamento, permitindo assim, determinar a velocidade de vibração ao longo de toda a superfície do reator. E o terceiro modelo simula a radiação sonora dos reatores. Os dois primeiros modelos foram desenvolvidos a partir do método numérico de elementos finitos enquanto que o modelo de radiação sonora foi elaborado usando o método de elementos de contorno, uma vez que o domínio de cálculo tem uma extensão infinita. Ensaios experimentais para caracterizar o comportamento estrutural e também o campo acústico foram realizados com o objetivo de aprimorar e validar o modelo vibroacústico proposto / High voltage direct current (HVDC) converter stations operate by rectifying high voltage AC power to DC power. As a consequence of the AC/DC conversion process, voltage and current harmonics are produced at both AC and DC sides. The voltage and current harmonics are then applied through the components within the converter station. Thus, sounds with different tones and magnitudes are excited. Often the sound generated is perceived as a nuisance at nearby residential areas. Regarding acoustics requirements, air-core reactors, transformers and capacitors are the major sound sources in HVDC stations. The generation of sound by an air-core reactor is mainly dependent on vibration of its structure caused by electrical excitation, as a result of current flow through the equipment. The aim of this research is to develop a vibroacoustic numerical model in order to calculate the sound generated by air-core reactors. According to the type of the problem that is being studied, the model proposed is established by three discrete-uncoupled models. The first one is used to calculate the forces generated by the magnetic induction acting on the reactor. The second model describes the dynamic behavior of the reactor while it is running. As a result of the second model we have the velocity of vibration of the reactor. The last model is used to simulate the sound radiation by the reactor. While the first two models were developed using finite element method, the model that describes the sound radiation was developed using boundary element method. Experimental tests were made to describe the structural and acoustic behavior and also to update and validate the results obtained with the vibroacoustic model proposed

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:27:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322011.pdf: 3926655 bytes, checksum: 69a388698aa6d71f54b802f022f8f99f (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta o Método RNM como uma alternativa ecientepara a modelagem de uxo disperso, perdas por correntes induzidas eforças em transformadores e reatores de potência.São apresentados os conceitos necessários para modelagem de distribuição de uxo magnético através de tubos magnéticos, bem como apropagação de onda eletromagnética no interior de domínios condutores.Desta forma, pode-se então modelar tais regiões condutoras comoimpedâncias magnéticas e obter os valores de perdas.Através dos conceitos apresentados, pode-se elaborar um modelo deparâmetros concentrados, um circuito magnético, que caracterize ocomportamento magnético do equipamento em questão. Para resolu-ção deste circuito, elabora-se uma rotina computacional que é testadocomparando os resultados obtidos com os calculados via Método deElementos Finitos 2D e 3D. <br> / Abstract : This work aims to present the RNM method as an ecient option tomodel leakage ux and stray losses, as well as forces, in power transformersand power reactors.The basic concepts to model leakage ux through the ux tubes theoryare presented, as well as the wave propagation along conductivedomains. Thus, it is possible to model those conductive domains asmagnetic impedances to compute the losses along it.With the above mentioned theory, it is possible to elaborate a lumpedparameters, i.e. magnetic circuit, which characterizes the magneticdevice behavior. In order to solve the mentioned circuit, it is implementeda computacional routine, which is tested trough the comparisonbetween its results with those obtained using the Finite ElementsMethod (FEM) 2D and 3D.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:52:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28Bitstream added on 2015-05-14T16:59:44Z : No. of bitstreams: 1 000823144.pdf: 2321402 bytes, checksum: eae662cf5229f77a1f4290d094d1dcfe (MD5) / Nesta pesquisa foi desenvolvida uma metodologia para o dimensionamento de reatores eletrônicos para o acionamento de lâmpadas fluorescentes especiais, emissoras de UV (irradiação ultravioleta), aplicadas na purificação de água. A principal contribuição desta dissertação está relacionada ao desenvolvimento de uma metodologia de projeto para adequação do parâmetro conhecido como Dose UV. Esse parâmetro define a quantidade de energia em forma de irradiação ultravioleta à qual devem ser expostos os microrganismos patogênicos presentes na água, para inibir suas funções metabólicas e de reprodução. Neste contexto, foi projetada e implementada uma estrutura purificadora de água potável, aplicando o método TURF (Three-step UV fluence Rate and Fluid dynamics), o qual propõe realizar cálculos em separado do tempo de permanência da partícula exposta à irradiação UV e a quantidade de irradiação UV que a lâmpada usada pode produzir, para em seguida se determinar a Dose UV, teoricamente. Neste trabalho, esse tempo foi determinado com o estudo hidráulico da estrutura utilizando-se o software SolidWorks, e, por outro lado, aplicou-se o modelo matemático MSSS Multiple Segment Source Summation para a obtenção da irradiação ultravioleta fornecida pelo purificador. Devido ao fato das lâmpadas geradoras de irradiação ultravioleta, empregadas neste trabalho, apresentarem um comportamento análogo às lâmpadas fluorescentes convencionais, foram modeladas através de um modelo de Quarto Grau. Desta forma, foi desenvolvido um reator eletrônico capaz de garantir pré-aquecimento controlado dos filamentos das lâmpadas antes de sua ignição, assim como, ajuste adequado para operarem no ponto de potência nominal para a etapa de regime permanente. Além disso, o reator incorpora como estágio de potência na entrada um conversor Flyback com correção ativa do fator de potência ... / In this research it was developed a methodology for the design of special fluorescent lamps electronic ballasts applied to water purifiers, through the use of UV radiation. The main contribution of this work it is related to the development of a design methodology to fit the parameter known as UV dose. This parameter defines the amount of energy as UV light to which the pathogenic microorganisms present in water must be exposed to inhibit their metabolic and reproductive functions. In this context, a purifying drinking water structure was designed and implemented, applying the TURF method. This method proposes to calculate separately, the particle exposition time and the amount of UV radiation produced by the lamp, and in a third step, calculate theoretically the UV dose. Thus, the related time was determined with the hydraulic structure model using the software SolidWorks, and through the use of MSSS mathematical model to obtain the UV radiation provided by the purifier. Whereas the behavior of the used UV lamps is similar to conventional fluorescent lamps, they are modeled applying a Fourth Degree model. Hence, an electronic ballast that guaranties a controlled preheating process of the lamp electrodes before the ignition and sets the nominal power point on the steady state, was developed. In addition, the ballast incorporates an input rectifier stage using a Flyback converter with active power factor correction (PFC), in discontinuous conduction mode, with universal input voltage range (90V RMS - 240 V RMS ), attending the limits imposed by IEC 61000-3-2 standard, for class C devices. Finally, it is highlighted that, with the proposed methodology for adjusting the UV dose, could ensure the development of a design that allows full compliance with NSF/ANSI Standard 55: Classes A and B, for the proposed drinking water purifier

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-19Bitstream added on 2014-06-13T20:55:19Z : No. of bitstreams: 1 queluz_jgt_me_botfca.pdf: 1104809 bytes, checksum: 3566202d2ec1ce904f94f9952a25c713 (MD5) / A utilização de água residuária doméstica (ARD) na agricultura irrigada exige medidas de desinfecção para garantir padrões de qualidade e proteger a saúde humana dos patógenos presentes. Raios UV são eficientes para esta finalidade e há diversos relatos de sistemas de desinfecção solar (SODIS – solar disinfection), tanto para a desinfecção de água para consumo humano quanto para a desinfecção de ARD. Não há estudos sobre a eficiência da desinfecção de ARDs utilizando-se diferentes revestimentos nos reatores solares de concreto. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da desinfecção solar de ARD para reúso na agricultura em reatores solares com diferentes colorações: preta, branca e concreto. A ARD, após passar pelo tanque séptico, era conduzida aos reatores, formando lâminas de água residuária com 10 cm de profundidade, que ficavam expostas à radiação solar durante três dias consecutivos. A eficiência da desinfecção foi avaliada pela concentração de coliformes fecais (CF), demanda química de oxigênio (DQO), temperatura do efluente, radiação global, radiação UV, pH e sólidos suspensos totais (SST). Os dados foram analisados utilizando-se análise de regressão propondo-se um modelo matemático que representa a inativação de patógenos. O efluente do tanque séptico utilizado na desinfecção solar apresentou em média os seguintes padrões de qualidade: 1,29 x 106 NMP 100mL-1 (Número mais provável a cada 100ml), 654,96 mgDQO L-1, 180,33 mgSST L-1 e 6,17 de pH. Durante o processo constataram-se melhorias nos padrões DQO e SST nos reatores. / The use of domestic wastewater (DWW) in irrigated agriculture requires disinfection measures to protect human health from pathogens. UV rays are effective for this purpose and there are many reports of solar disinfection (SODIS) systems, for both disinfection of drinking water and disinfection of DWW. The literature does not present any studies on the disinfection efficiency of DWW using different colors in concrete solar reactors. The aim of this study was to evaluate the efficiency of DWW solar disinfection for agriculture reuse in solar reactors with different colors: black, white and concrete. DWW, after passing through the septic tank was conducted to the reactors until the water depth reach 10 cm that was exposed to sunlight for three consecutive days. The disinfection efficiency was evaluated by the concentration of fecal coliforms (FC), chemical oxygen demand (COD), effluent temperature, global radiation, UV radiation, pH and total suspended solids (TSS). The data were analyzed using regression analysis and a mathematical model that represents the inactivation of pathogens was proposed. The effluent from the septic tank used for solar disinfection had the following mean quality standards: 1.29 x 106 MPN 100mL-1 654.96 mgCOD L-1, 180.33 mgSST L-1 and pH 6.17. During the process it was noticed improvement in COD as well as TSS concentration in the reactors. Furthermore, the results show that the effluent in different reactors had distinct temperatures: the highest rates were observed in the black reactor ...