Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:35:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210237.pdf: 2378596 bytes, checksum: 32539886413115050ea528b12e9de583 (MD5) / O aumento do custo de geração de energia elétrica e o aumento nas restrições ambientais contra os sistemas energéticos com combustíveis fósseis têm fortalecido a pesquisa de sistemas de condicionamento de ar e refrigeração que utilizam o recurso solar como fonte alternativa de energia.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-07-16T04:31:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317563.pdf: 8639400 bytes, checksum: e568aa8575fdef9652da4542175d8036 (MD5) / Compressores scroll realizam o processo de compressão de um gás através de dois membros conjugados em forma de espiras. Tais elementos são montados de forma invertida e girados de 180° um em relação ao outro, formando múltiplas câmaras de compressão através de diferentes pontos de contato. Uma das principais fontes de ineficiência de compressores de refrigeração é o superaquecimento do fluido refrigerante na sucção e na compressão do gás devido à sua interação com componentes internos do compressor de temperatura elevada. Dois modelos térmicos baseados no método de parâmetros concentrados foram desenvolvidos e calibrados experimentalmente para prever a distribuição de temperatura de compressores scroll, com particular atenção ao superaquecimento do gás no processo de sucção. Resistências térmicas entre os componentes foram baseados em coeficientes de transferência de calor globais, enquanto que a condução de calor ao longo das espiras foi avaliada através de um modelo unidimensional baseado no método de volumes finitos. Os modelos térmicos foram acoplados a um modelo termodinâmico do ciclo de compressão e então aplicados para simular o desempenho do compressor em diferentes condições de velocidade e de razão de pressão. Os modelos foram capazes de prever corretamente a distribuição de temperatura no compressor em condições de operação dentro da faixa daquelas adotadas em suas calibrações. Os resultados mostraram que a condução de calor através das espiras reduz a temperatura de descarga. Além disso, observou-se que a transferência de calor que ocorre no contato metálico entre as espiras atua para produzir uma variação de temperatura linear ao longo das mesmas.<br> / Abstract : Scroll compressors perform the compression process by using two identical inter-fitting, spiral-shaped scroll elements. Such elements are mounted inverted and rotated 180! in relation to each other and, by making contact with each other at sealing points, form multiple compression volumes. The thermodynamic efficiency of scroll compressors is a.ected by heat transfer that takes place during both the suction and the compression processes. Two lumped-parameter thermal models were developed and experimentally calibrated to predict the temperature distribution of scroll compressors with particular attention given to gas superheating in the suction process. Thermal resistances between the components were based on global heat transfer coefficients, whereas conduction heat transfer through the scroll wraps was solved via a one-dimensional finite volume method. The thermal models were coupled to a thermodynamic model of the compression cycle and then applied to simulate the compressor performance under di.erent conditions of speed and pressure ratio. The models were able to correctly predict the compressor temperature distribution for operating conditions within the range of those adopted for its calibration. The model demonstrated that heat conduction through the scroll wraps reduces slightly the discharge temperature. Moreover, it was also observed that the heat transfer that takes place during the metallic contact between scroll wraps acts to produce a linear temperature variation along their length.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:37:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319238.pdf: 1556805 bytes, checksum: 1695c64db67701aa6b4a03312feb66e0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Ensaios de partida e tombamento de compressores são importantes para determinar as curvas de comportamento dos mesmos frente a uma aplicação específica. Contribuições de dissertações de mestrado anteriores permitiram automatizar uma bancada manual de ensaios de partida e tombamento e aprimoraram métodos de avaliação de incertezas, tanto as associadas à expressão da curva de tombamento quanto as relativas à medição de temperatura do enrolamento do compressor sob ensaio. Neste trabalho, foi realizada a integração do novo sistema de medição de temperatura, que é feita através da inserção de componente de corrente contínua junto à alternada, na alimentação do motor do compressor. Esse método permite, além da medição da temperatura interna do compressor sem necessidade de instrumentá-lo, o aquecimento acelerado do compressor e consequente diminuição do tempo de transiente da bancada. Para implementação das mudanças, foram realizadas alterações na rotina de ensaios, no software e hardware da bancada. Realizaram-se ensaios de partida e tombamento para validar a bancada aprimorada, bem como sua nova configuração, e os dados foram confrontados com os obtidos na bancada manual instalada na empresa parceira deste projeto. Os resultados alcançados apresentam baixas incertezas. Além disso, pela aquisição contínua dos dados ao longo do ensaio, é possível caracterizar e quantificar, em todos os instantes, a curva do compressor até seu tombamento. Apresenta-se também uma avaliação da influência nos resultados dos ensaios de tombamento proporcionada pela variação da curva de pressão à qual o compressor em teste é submetido durante os ensaios. Também é feita proposta, com base na comparação das opções disponíveis no mercado, de nova arquitetura de aquisição de sinais para a bancada, que proporcione melhores características metrológicas e maiores robustez e estabilidade. Por fim, mostra-se que a bancada aprimorada é capaz de realizar ensaios de partida e tombamento dentro das tolerâncias exigidas, e permite que os mesmos sejam realizados sem a necessidade de instrumentar o compressor em teste com sensores de temperatura, o que aumenta a produtividade da bancada, além de prover método de aquecimento acelerado mais eficiente. Desse modo, o ensaio passa a ser executado em menos tempo e com confiabilidade metrológica garantida. <br> / Start and stalling tests of refrigeration compressors are important to determine their curves behavior in a specific application. Contributions of previous dissertations allowed automate a manual test panel and improved methods for evaluating uncertainties, like those associated to stalling curve expression and winding temperature measurement of the compressor under test. In this work, was performed the integration of a new temperature measuring system, done by direct current component insertion into the alternating current feeding of compressor motor. This method allows, in addition to winding internal temperature measurement without instrumentation, rapid heating of the compressor resulting in transient time reduction for the panel test. For implementation of changes, alterations were made in testing routines, software and hardware of the panel. Start and stalling tests were performed to validate the improved panel as well as its new configuration. The data was compared to those obtained from the manual panel installed on the plant of the company partner in this project. The results achieved have low uncertainties. Also, with continuous data acquisition during the test, it is possible to characterize and quantify the compressor stalling curve at any instant. Moreover, it also presents an evaluation of the influence on the stalling test results provided by variation of the pressure curve at which the compressor under test is subjected during tests. A new architecture for signal acquisition for panel is proposed, based on the comparison of the market available options looking for best metrological characteristics and improved hardiness and stability. Finally, it is shown that the improved panel is able to perform start and stalling tests into the required tolerances and enables it, without need to instrument the compressor under test with thermo sensors, which increases the productivity of the panel, besides providing a more efficient accelerated heating method. In this way, the test is performed in less time and with metrological reliability guaranteed.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:38:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336490.pdf: 3989004 bytes, checksum: b86d0757001297a96642cc4ec5b0a4f3 (MD5) Previous issue date: 2015 / A condensação convectiva no interior de oito microcanais, com diâmetro hidráulico de 1,24 mm, contidos em um perfil comercial do tipo MPE (Multi Port Extruded) de alumínio foi estudada nesta dissertação. O fluido de trabalho empregado foi o R134a, e o modo de resfriamento foi obtido por meio de um sumidouro de calor constituído de um fluxo forçado de mistura de água e etileno glicol a temperaturas entre -6 e -12ºC. Um aspecto inovador neste aparato experimental foi a medição do fluxo de calor utilizando transdutores de fluxo de calor. Foram realizados testes monofásicos para a queda de pressão e transferência de calor a fim de validar o aparato experimental mediante a comparação dos resultados com os calculados com as correlações da literatura. Testes em condensação foram feitos com fluxos mássicos variando entre 154 e 308 kg/m²s, títulos variando entre 0,97 e 1, fluxos de calor entre 8,1 e 12,2 kW/m² e pressões entre 6,8 e 9,6 bar. De acordo com o mapa de padrões de Coleman e Garimella os pontos de operação testados indicaram os padrões anular-misto e anular. Os resultados experimentais comparados às correlações de Cavallini (2006) forneceram os menores desvios médios absolutos: 16,7% para a queda de pressão e 77,5% para o coeficiente de transferência de calor. <br> / Abstract : The convective condensation inside eight microchannels, with hydraulic diameter equal to 1,24 mm, contained in a profile type MPE (Multi Port Extruded) of aluminum was studied in this work. The working fluid used is R134a, and its cooling was made by a heat sink constituted by a water ethylenglicol mixture forced flow at temperatures between -6 and -12ºC. An innovative aspect in this experimental apparatus was the measurement of the heat flux using heat flux transducers. Single-phase tests for pressure drop and heat transfer were made in order to validate the experimental apparatus comparimg the data to the results from the classic literature correlations for single-phase flow. Tests on condensation were made with mass flows ranging from 154 to 308 kg / m²s , quality ranging from 0,97 to 1, heat flows between 8,1 to 12,2 kW / m² and pressures between 6,8 to 9,6 bar. Acording to the flow pattern map of Coleman and Garimella, the data points tested show annular-mist and annular flow patterns. The experimental results comparing with the correlations of Cavallini (2006) provided the least average deviations: 16.7% for the pressure drop and 77.5% for the heat transfer coeficient.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2017-04-11T04:04:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344464.pdf: 2256004 bytes, checksum: 0e2e5fa489d11f9fef4a02979917b59b (MD5) Previous issue date: 2015 / O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes processos de conservação de alimentos sobre as características físico-químicas e microbiológicas dA carne de cordeiro. O trabalho está estruturado em capítulos de acordo com os processos aplicados. Na primeira etapa, pernis de cordeiro foram desossados e fatiados e padronizados na forma de filés. Em seguida os mesmos foram congelados em diferentes velocidades de congelamento e acondicionados a vácuo. Foram avaliados a cor, pH, atividade de água, composição centesimal (umidade, cinzas, proteína e lipídios), perda de água por cocção e por exsudação, capacidade de retenção de água, determinação de proteínas e de ácidos graxos, índice de peróxidos e teor de colesterol. A caracterização microbiológica foi realizada a partir da contagem microbiana de coliformes termotolerantes, coliformes totais, Salmonella Spp., psicrófilos e psicrotróficos. A estabilidade da carne durante o período de armazenamento foi avaliada considerando-se os microrganismos psicrófilos a 7 ºC. Para estudo da maciez, determinou-se o índice de fragmentação miofibrilar, força de cisalhamento, o grau de encurtamento do tecido muscular pela mensuração dos sarcômeros, visualização da Banda Z e afastamento entre as fibras. Inicialmente, foram realizados o acondicionamento a vácuo e congelamento dos filés a -18, -40 e -80 °C por 24 horas, e estocados por até 150 dias a -18 °C. O uso de temperaturas mais baixas no congelamento inicial não influenciou as características físico-químicas dos pernis quando comparadas a carne ovina fresca. Na segunda etapa, os filés foram embalados a vácuo, em ar atmosférico, em atmosfera modificada com 70 % de CO2 e com 100 % de CO2 e maturados a 3°C, por até 28 dias. A mistura de gás foi monitorada, imediatamente após o envase e após 30, 60, 120 minutos, 24 e 48 horas e durante o armazenamento aos 3, 7, 10, 14, 17, 21 e 24 dias. O uso de dióxido de carbono na atmosfera modificada possibilitou o aumento da vida útil dos filés maturados. Para estudo sob atmosfera modificada foi realizada pré-solubilizando o CO2 na carne de cordeiro por 2 e 4 horas e embalados imediatamente em ar atmosférico e sob atmosfera modificada com 100 % de CO2, acondicionados a 3°C por 14 dias. O uso de CO2 pré-solubilizado aumentou em 11 dias a vida útil da carne refrigerada e quando acondicionada em atmosfera de 100 % de CO2, esse aumento foi de 17 dias. O uso de atmosfera modificada com uso do dióxido de carbono se mostra mais eficiente na conservação de carnes refrigeradas,considerando que no processo SGS a vida útil é de até 14 dias, e o uso de 100% de dióxido de carbono em atmosfera modificada atinge 21 dias de vida útil.<br> / Abstract : The aim of this study was to evaluate the influence of different processes of preservation food on the physical, physical-chemical and microbiological properties of lamb. This work is presented in chapter as follow: In the first step, lamb hams beef were sliced in standart size and freezer at variables speed air freezer at -18, -40 and -80 ° C for 24 hours, and thereafter the storage for 150 days at -18 ° C under vacuum. The raw and processed meat samples were analyzed for the color, pH, water activity, chemical composition (moisture, ash, protein and lipids), water loss in the cooking and exudation, water retention capacity, quantitation of proteins and fatty acids, peroxides index and cholesterol were evaluated. Microbiological characterization was observed from the microbial count of fecal coliform, total coliform, Salmonella Spp., psychrophilic and psychrotrophic. Meat stability during the storage period was evaluated considering the psychrophilic microorganisms at 7 ° C. Tenderness was determined by the myofibrillar fragmentation index, shear force, the degree of shortening of muscle tissue by measuring the sarcomere, Band Z visualization and spacing between the fibers. Lower temperatures in the initial freezing did not affect the lamb physicochemical characteristics when compared to fresh meat. In the second step, when the lamb beefs were packaged under vacuum, under atmospheric air, and under modified atmosphere with 70% and 100% CO2 and matured at 3 ° C for up to 28 days. The gas mixture was monitored immediately after filling, for 30, 60, 120 min, 24 and 48 h and during storage at 3, 7, 10, 14, 17, 21 and 24 days. The use of carbon dioxide in the modified atmosphere increased the shelf life of matured meat. CO2 pre-solubilization in the lamb beefs for 2 and 4 h and immediately packaged under atmospheric air and under modified atmosphere with 100% CO2 stored at 3 ° C for 14 days. The use of CO2 pre-solubilized increased the lamb meat for 11 days and when packaged under atmosphere of 100% CO2 the increase was of 17 days, according microbial count. The use of modified atmosphere with the use of carbon dioxide is more efficient in the conservation of refrigerated meat, considering that in the SGS process the useful life is up to 14 days, and the use of 100% of carbon dioxide in modified atmosphere reaches 21 days.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T17:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 193381.pdf: 2586144 bytes, checksum: 21f81ab512243ab968e49251f5488eda (MD5) / O presente trabalho apresenta o estudo, projeto e implementação prática de um sistema isolado de processamento de energia solar fotovoltaica, operando na máxima transferência de potência, de forma a se maximizar a eficiência de conversão desta forma de energia, aplicado na alimentação de refrigeradores comerciais. A operação no ponto de máxima transferência de potência é implementada analógica e digitalmente, sendo os resultados comparativos apresentados. Por se tratar de um sistema isolado, há necessidade de armazenamento do excedente da energia processada. Dessa forma, o sistema compreende a utilização de um banco de baterias. A alimentação do refrigerador é feita a partir do barramento do banco de baterias e de dois outros estágios: um estágio elevador, regulador da carga e responsável pelas dinâmicas do refrigerador, e um estágio inversor com modulação PWM senoidal a três níveis, para acionamento com tensão senoidal de baixíssima distorção harmônica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-21T17:09:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-21T23:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224416.pdf: 2548265 bytes, checksum: 81e9667a6308ee41780f4085c9c02e68 (MD5) / A setor de auto-serviço sofreu significativa evolução no mercado brasileiro e surgiu para suprir necessidades advindas de uma nova conjuntura econômica. A exposição comercial de produtos cárneos se tornou possível através da atuação dos equipamentos de refrigeração que possuem o princípio da circulação do ar frio. O expositor baixo de auto-serviço para açougue, foco do estudo em questão, é um destes equipamentos responsáveis pela conservação prolongada dos suprimentos alimentícios refrigerados, inseridos no ambiente varejista. Uma visão mais aprofundada do profissional de design inserida neste contexto, é considerada de extrema importância no desenvolvimento de um produto capaz de manter a fidelidade da cadeia do ar frio garantindo qualidade e segurança. A pesquisa é realizada em supermercados da região de Curitiba e São Paulo. Os dados colhidos compõem uma análise comparativa dos principais atributos deste tipo de produto entre diferentes fabricantes. Os resultados desta avaliação são utilizados como suporte para a formulação de um modelo orientador. Este tem o objetivo de determinar variáveis expressivas que possam orientar, designers e engenheiros na identificação de pontos críticos a serem considerados durante as fases de desenvolvimento. Visando assim, melhorar a interface entre usuário e o ambiente de auto-serviço por meio da integração da qualidade estética, funcional e técnica do produto abordado. The self-service section has improved significantly in the Brazilian market to supply the needs resulting from the new economical conjuncture. The commercial display of meat products became possible using cooling equipment that work with the circulation of the cold air. The low self-service display case for butcher shops, focus of the study in subject, is one of the equipment responsible for the long-term conservation of the refrigerated food supplies used in the retail market. A deepened vision of the design professional inserted in this context is considered of extreme importance in the development of a product capable of maintaining the fidelity of the circulation of cold air, guaranteeing quality and safety. This research was made in supermarkets of the area of Curitiba and São Paulo. The data composes a comparative analysis of the main attributes of this type of product made by different manufacturers. The results of this evaluation are used as support for the formulation of a orientation model. It has the objective of determining expressive variables that can guide the designers and engineers in the identification of critical points to be considered during the development phases, aiming at the improvement of the interface between user and the self-service display case through the integration of the aesthetic, functional and technical quality of the approached product.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T16:38:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 259877.pdf: 1744176 bytes, checksum: 3f3559c7937c16c6ff8daac03ab0fc51 (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático para a simulação numérica de máquinas Stirling usadas para refrigeração. Ciclos de refrigeração Stirling são encontrados em diversas aplicações como refrigeradores que operam em baixas temperaturas, equipamentos de diagnóstico médico e eletrônica sofisticada (elementos e dispositivos que empregam supercondutividade). No presente trabalho será explorada a utilização de uma máquina Stirling com aplicação em refrigeradores domésticos, como alternativa de substituição dos convencionais compressores herméticos e dos ciclos de compressão a vapor. O modelo explora o comportamento dinâmico do gás de trabalho e avalia o desempenho de alguns de seus principais componentes. O modelo matemático aqui utilizado se baseia em equações da termodinâmica, mecânica dos fluidos, transferência de calor, dinâmica e eletricidade. A meta é a geração de uma ferramenta para auxiliar a compreensão dos fenômenos envolvidos, bem como o projeto de novas máquinas. São apresentadas validações dos resultados obtidos pelo modelo, com resultados experimentais, e comparações com os sistemas de refrigeração usados atualmente. Os resultados numéricos obtidos pelo modelo apresentam consistência com os resultados experimentais. A máquina Stirling atingiu valores de desempenho, obtidos pelo modelo, comparáveis aos sistemas de refrigeração convencionais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Gradução em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T05:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / : O presente trabalho trata do projeto e construção de sensores capacitivos para a determinação da fração de vazio em um escoamento bifásico constituído por óleo e fluido refrigerante. O conhecimento da fração de vazio ou da densidade volumétrica das fases é de grande importância na maioria dos estudos relacionados a estes tipos de escoamentos. Diversas técnicas estão disponíveis para a solução problema, sendo que as mais comuns são as que utilizam fontes radioativas, ultra-som, as que se baseiam em características elétricas do escoamento e as de medição direta do volume de cada uma das fases. As características de cada situação em estudo é que delimitam a escolha dentre as técnicas. Na área de refrigeração e condicionamento de ar, a solubilidade do fluido refrigerante no óleo faz da mistura óleo-refrigerante uma rica fonte de estudos relacionados a escoamentos multifásicos. A investigação deste tipo de mistura interessa, particularmente, a trabalhos ligados a lubrificação, principalmente quando trabalha-se com compressores herméticos. No presente trabalho, a medição da fração de vazio é realizada com sensores capacitivos de placas côncavas fazendo uso da relação existente entre a fração de vazio e permissividade dielétrica da mistura. Estes sensores têm sido utilizados no estudo de escoamentos bifásicos apresentando bons resultados, mas ensejam cuidados com a calibração e dependência com o regime de escoamento. No problema estudado, o uso destes sensores torna-se mais delicado pelo reduzido diâmetro da tubulação empregada e pelo fato de que o escoamento bifásico é constituído por dois fluidos distintos, já que normalmente um único fluido é utilizado em estudos que englobam escoamentos bifásicos e sensores capacitivos. A maior virtude deste trabalho foi o projeto e construção de sensores capacitivos que atenderam às expectativas do presente trabalho permitindo que medições da fração de vazio fossem realizadas segundo o problema proposto.