Orientador : Cesar Jose Bonjuani Pagan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-01T18:14:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carmeis_DeanWilliamMoraes_M.pdf: 4433929 bytes, checksum: e43273ddd52dc4a821464f04e91ecc5f (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador: Luiz Carlos Pereira da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T12:45:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Niro_Glauco_M.pdf: 13465948 bytes, checksum: 504eb63346ec29f71bef99cd507174e1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os sistemas elétricos vêm sendo alvo de estudos que buscam torná-los mais inteligentes e seguros. Um novo paradigma surge com o conceito das redes inteligentes (smart grids), as quais incluem como uma das suas características principais a integração de equipamentos dos consumidores de forma ativa à operação do sistema elétrico. Um exemplo é o gerenciamento da demanda no horário de pico, aliviando a carga e aumentando a segurança do sistema, com o objetivo de obter benefícios para o sistema elétrico e também para os consumidores. Para que isso seja possível, são necessários alguns requisitos e avanços tecnológicos: existência de um portal de comunicação para interface entre o consumidor e seus aparelhos e a concessionária; equipamentos que permitam tal gerenciamento sem prejudicar e interferir na rotina dos consumidores; e mecanismos de compensação financeira para incentivar a participação dos consumidores. Nesta dissertação se propõe um estudo sobre um aparelho que apresenta potencial para esse tipo de gerenciamento, o refrigerador doméstico. Devido a sua inércia térmica e isolamento o refrigerador pode ser ligado e desligado durante algum tempo sem prejuízos para sua função principal. Os objetivos deste trabalho são: desenvolver um modelo adequado para a simulação computacional de um grupo de refrigeradores; implementar esquemas de gerenciamento que visem a redução de consumo no horário de pico; bem como analisar o efeito que estes procedimentos acarretariam em uma rede de distribuição de energia elétrica, levando em conta a redução do consumo no período de pico, a redução de perdas e a melhoria do perfil de tensão / Abstract: The electrical systems have been exposed to new researches and developments with the main objectives of a smarter and safer operation and planning. A new paradigm arises with the concept of smart grids, which include as one of its main characteristics the integration of consumer's appliances in the system operation in a more active way. An example is the demand-side management at peak time, relieving the load and increasing system security, in order to obtain benefits to the electrical system and also to consumers. In order to make this possible, some requirements and technological advances are necessary: the existence of a communication interface between the consumers and their appliances and the utility; smart appliances that allow such management without any damage or interference on the routine of the consumer; compensation mechanisms to encourage consumer participation. In this dissertation it is proposed a study about a device that has potential to this kind of management, the household refrigerator. Due to its thermal inertia and isolation, the refrigerator can be turned on and off for some time without degradation of its primary function. The objectives of this work are: development of an adequate model for the computational simulation of a group of refrigerators; implementation of management schemes to reduce the consumption at peak time; analysis of the impacts of such procedures to a distribution grid, taking into consideration the reduction of the consumption at the peak hours, reduction of losses and improvement on voltage profile / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

La presente la tesis tuvo como objetivo diseñar un túnel de enfriamiento continuo IQF de 200 kg/hr de espárragos. La longitud del IQF fué determinada por el tiempo de congelamiento del espárrago hasta la temperatura de -10°C. La temperatura del aire forzado dentro del túnel IQF fue de -30°C, generado por un sistema de refrigeración por compresión de 2 etapas de amoniaco con refrigeración intermedia. Una estructura metálica de acero AISI 316 soportó el peso distribuido de los espárragos, faja y evaporador. El diseño se dividió en dos partes principales: el cálculo de la carga térmica y la parte estructural. Para el primero, la carga térmica se desdobló principalmente en el calor producido por el espárrago, entre ellos se encuentra el calor latente, sensible y de respiración, luego el calor infiltrado por las paredes y por el área de ingreso y salida de los espárragos al IQF, y el producido por los ventiladores del evaporador que generan el flujo de aire frío. Para el diseño de la parte estructural, se utilizó el programa de simulación “ANSYS”, donde se analizaron los esfuerzos generados por los pesos de los componentes del IQF sobre el bastidor. Luego, se calculó el diámetro de las líneas de tubería del sistema de refrigeración. Para el diseño se tomó en cuenta los aspectos de velocidad máxima permitida, según el estado en el que se encuentre el refrigerante (Vapor/Líquido), presión de trabajo máxima y caída de presión de 0,01 bar por cada 20 m. Adicionalmente, se calculó la potencia eléctrica necesaria para el funcionamiento del IQF y se realizó el diagrama unifilar de los equipos y conectores que lo componen.

En el sector agro-industrial del país, la exportación del maíz amiláceo (choclo) está caracterizado por un nivel de exportación pequeño y con una baja intensidad tecnológica en sus procesos, sin embargo es un mercado en continuo crecimiento. Es por ello, que se requiere proporcionar al producto características de conservación y volumen adecuado de exportación, mediante el almacenamiento de producto congelado. Siendo el propósito de la presente tesis, en el área de energía, el diseño y selección de los componentes de una máquina congeladora de maíz entero para una capacidad de 100 kg/h. Empleando para este propósito las normas de diseño DIN VDI 2221 y 2225; los manuales ASHRAE, “Fundamentals-2009” y “Refrigeration-2006”; conocimientos en refrigeración industrial, transferencia de calor, mecánica de fluidos, resistencia de materiales y electricidad; además, del conocimiento de normas técnicas de dibujo mecánico, utilización de programas CAD y de simulación por el método de elementos finitos. Obteniendo como resultado un congelador de tipo túnel de congelamiento estático a una temperatura de producto final de -18 °C en su centro térmico, utilizando el refrigerante R-404a, y con dimensiones generales de la máquina de 2.1 x 3 x 3.2 metros de ancho, largo y alto respectivamente. Además, de una carga térmica total del sistema de 10.92 kW y un tiempo de congelamiento de 5.61 h. Siendo, el presupuesto total del equipo de $ 27 400.00 dólares americanos.

Atualmente, a análise de desempenho de sistemas de refrigeração domésticos é realizada através de ensaios experimentais normalizados. Durante esses experimentos, diversas variáveis como pressões de trabalho, temperaturas em diversos pontos do sistema, corrente elétrica e potência consumida, são monitoradas. Porém, em muitos casos são necessárias mais de 24 horas para execução de um teste experimental (e.g., teste abaixamento de temperatura). Tendo em vista o tempo despendido nestes testes, propõe-se no presente trabalho um modelo matemático semi-empírico capaz de predizer o comportamento das variáveis do sistema testado e, com isso, antecipar o final do ensaio. O modelo, desenvolvido através das leis de conservação da massa e da energia, apresenta parâmetros que são ajustados a partir de informações experimentais obtidas durante a execução do próprio teste. Após a inicialização do ensaio, a cada período de tempo prédeterminado, os dados medidos são utilizados para determinar os parâmetros empíricos do modelo. Obtidas as constantes, simula-se o comportamento das principais variáveis do sistema de refrigeração até a condição de regime permanente. Com isso, o teste experimental pode ser finalizado com antecedência. O modelo desenvolvido é capaz de prever com boa precisão, a partir de duas horas de teste, a variação da vazão mássica e da pressão de sucção (com diferenças da ordem de 10% em regime permanente quando comparadas às variáveis experimentais), da pressão de condensação (com diferença da ordem de 5%) e da temperatura da parede do condensador (diferença da ordem de 2°C). / The performance of household refrigeration systems are usually evaluated through experimental tests carried at in temperature and humidity controlled chambers. During the tests, the discharge and suction pressures, the temperature in several system positions, and the compressor power are measured. These tests are expensive and time-demanding, e.g., a single pull-down test can take more than 24 hours to be performed. Although the mathematical models have been proposed for decades as an alternative to the experiments, they are not sufficiently reliable to substitute completely the tests. Therefore, the current work proposes a semiempirical mathematical model to predict the system performance with the purpose of reducing the test time instead of replacing it. The model is based on the mass and energy conservation equations in which the constant parameters, such as conductance and capacitances, are calibrated from previous measured values of temperature and pressure. As soon as the parameters are obtained, a simulation is performed to forecast future values of temperature, pressure and compressor power and therefore, to anticipate the end of the test. Calibrations and simulations can be continuously performed as the test evolves. Preliminary results show that steadystate values of discharge and suction pressures can be predicted within error bands of 5 and 10%, respectively, after only two hours of a pull-down test being performed.

Orientador: André Luiz Seixlack / Banca: Emanuel Rocha Woiski / Banca: José Roberto Simões Moreira / Resumo: Neste trabalho apresenta-se um modelo numérico para a simulação do escoamento transiente de fluidos refrigerantes ao longo de condensadores do tipo arame-sobre-tubo, comumente usados em refrigeradores domésticos que empregam o ciclo de compressão de vapor. A análise envolve o escoamento do fluido refrigerante no interior do tubo e a transferência de calor por convecção natural e radiação entre a superfície externa do tubo, as aletas em forma de arames cilíndricos e o ar externo. No interior do tubo o escoamento é considerado unidimensional e dividido em uma região monofásica de vapor superaquecido, uma região bifásica líquido-vapor e outra em que o refrigerante encontra-se no estado de líquido subresfriado. A queda de pressão no interior do tubo é também considerada. Na região bifásica o escoamento é considerado homogêneo, ou seja, são consideradas condições de equilíbrio térmico e hidrodinâmico entre as fases. Inicialmente, condições de regime permanente serão assumidas e posteriormente será analisada a resposta dinâmica do condensador às variações das condições de operação do sistema. A simulação do escoamento ao longo do condensador é obtida a partir da solução numérica das equações de conservação da massa, da quantidade de movimento e de conservação de energia. Para a parede do condensador, a equação de conservação de energia é resolvida para determinar a sua distribuição de temperatura. O método de Volumes Finitos é usado na discretização das equações governantes. O modelo permite a determinação, nos regimes permanente e transiente, das distribuições de pressão, título, temperatura do refrigerante e temperatura do tubo ao longo do condensador, em função da geometria do condensador e das condições de operação. O modelo proposto é analisado e os resultados obtidos são discutidos e comparados... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work presents a numerical model to simulate the unsteady refrigerant fluid flow along wire-on-tube condensers, commonly used in vapor compression cycle based domestic refrigerators. The model considers the refrigerant flow inside the tube and the heat transfer from the outer surfaces of the wires and tubes to the surrounding air by free convection and radiation. The refrigerant flow along the condenser is divided into a vapor superheated singlephase region, a two-phase liquid-vapor flow region and a subcooled liquid region. The refrigerant pressure drop is taking into account. The homogeneous model is employed for the two-phase flow region, i.e. the hydrodynamic and thermal equilibrium between the phases are considered. Initially the steady state condition is considered and later condenser unsteady behavior is analyzed. The mass conservation, momentum and energy conservation equations for the refrigerant flow are solved in order to evaluate the distributions of mass flux, pressure and temperature of the refrigerant fluid, respectively. Also, the energy conservation equation for the tube wall is solved to determine the wall temperature distribution. The system of differential equations is solved using the Finite Volume method. The model is analyzed and the obtained results are compared with data available in the open literature. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-27Bitstream added on 2014-06-13T18:10:04Z : No. of bitstreams: 1 lima_rs_me_ilha.pdf: 1489215 bytes, checksum: ed4f819bbee11e72c48fb349bb496fc5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho apresenta-se um modelo numérico para a simulação do escoamento transiente de fluidos refrigerantes ao longo de condensadores do tipo arame-sobre-tubo, comumente usados em refrigeradores domésticos que empregam o ciclo de compressão de vapor. A análise envolve o escoamento do fluido refrigerante no interior do tubo e a transferência de calor por convecção natural e radiação entre a superfície externa do tubo, as aletas em forma de arames cilíndricos e o ar externo. No interior do tubo o escoamento é considerado unidimensional e dividido em uma região monofásica de vapor superaquecido, uma região bifásica líquido-vapor e outra em que o refrigerante encontra-se no estado de líquido subresfriado. A queda de pressão no interior do tubo é também considerada. Na região bifásica o escoamento é considerado homogêneo, ou seja, são consideradas condições de equilíbrio térmico e hidrodinâmico entre as fases. Inicialmente, condições de regime permanente serão assumidas e posteriormente será analisada a resposta dinâmica do condensador às variações das condições de operação do sistema. A simulação do escoamento ao longo do condensador é obtida a partir da solução numérica das equações de conservação da massa, da quantidade de movimento e de conservação de energia. Para a parede do condensador, a equação de conservação de energia é resolvida para determinar a sua distribuição de temperatura. O método de Volumes Finitos é usado na discretização das equações governantes. O modelo permite a determinação, nos regimes permanente e transiente, das distribuições de pressão, título, temperatura do refrigerante e temperatura do tubo ao longo do condensador, em função da geometria do condensador e das condições de operação. O modelo proposto é analisado e os resultados obtidos são discutidos e comparados... / This work presents a numerical model to simulate the unsteady refrigerant fluid flow along wire-on-tube condensers, commonly used in vapor compression cycle based domestic refrigerators. The model considers the refrigerant flow inside the tube and the heat transfer from the outer surfaces of the wires and tubes to the surrounding air by free convection and radiation. The refrigerant flow along the condenser is divided into a vapor superheated singlephase region, a two-phase liquid-vapor flow region and a subcooled liquid region. The refrigerant pressure drop is taking into account. The homogeneous model is employed for the two-phase flow region, i.e. the hydrodynamic and thermal equilibrium between the phases are considered. Initially the steady state condition is considered and later condenser unsteady behavior is analyzed. The mass conservation, momentum and energy conservation equations for the refrigerant flow are solved in order to evaluate the distributions of mass flux, pressure and temperature of the refrigerant fluid, respectively. Also, the energy conservation equation for the tube wall is solved to determine the wall temperature distribution. The system of differential equations is solved using the Finite Volume method. The model is analyzed and the obtained results are compared with data available in the open literature.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo - Claudemir carvalho.pdf: 30337 bytes, checksum: cec0b031ed734679cb6e0604a451360f (MD5) Previous issue date: 2009-05-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, the primary recycling of ABS Poli(acrilonitrile butadiene styrene) inside the industry was the main subject of the analyses. Many studies have been running on recycling of end life cycle of manufactured products, however a source of rejects inside the industry can be explored and be used to reduce costs and optimize expensive raw materials. Each kilogram of rejects inside the productive cycle that is recycled for the same part that was destined, represents a economy for the company and a benefit to the environment too. The ABS as commodity has been target of a lot of studies how much to its performance in the product and also how much to the recycling of rejects from the end of life cycle products as lower requests products. In fact, the present study has as the material object a specific grade of ABS used in the industry of refrigerators. Has also the objective to evaluate the behavior of the virgin ABS with ABS scrap and to reintroduce it in the productive process for the same application that was destined. It was evaluated the chemical, mechanical, rheological and thermal properties of mixtures of the virgin ABS with scrap in five different concentrations. This ABS is used for injection process and the material scrap was carefully gotten and mixed mechanically to the virgin ABS. The samples had been characterized by Fourier transform infra-red (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), mechanical tensile testing, thermogravimetric analyses (TGA) and rheometry. The values of elasticity modulus (E), maximum tensile and elongation at break remained steady with the addition of scrap. The viscosity of the ABS measured by capillary rheomether reduced with the addition of scrap, accordingly with the increase of shear rate and temperature. From the results of flow index obtained with the Plastometer it was possible to determine the end correction of Bagley (e). Using this correction it was possible to correct the viscosity curves, however it was not possible to define a commom index for the hole temperatures. The FTIR spectra had not indicated significant changes in the concentration of the characteristic components, only to styrene in most than 20% scrap, as well as had not pointed out the starting of degradation. The glass transition temperature presented a reduction with the addition of scrap and the starting loss of mass temperature remained steady with the addition of scrap. / A reciclagem primária do ABS Poli(acrilonitrila butadieno estireno) para fins de incorporação dos rejeitos dentro do processo produtivo foi o tema principal desse trabalho. Muito se têm pesquisado sobre reciclagem de rejeitos oriundos do final do ciclo de vida de um produto manufaturado, no entanto existe uma fonte de resíduos poliméricos originados dentro da própria indústria que pode ser explorada e aproveitada como fonte de redução de custos e reutilização de matérias-primas nobres. Cada quilo de material rejeitado dentro do ciclo produtivo que é reaproveitado para o mesmo fim que foi previamente destinado, representa uma economia financeira para essa empresa e um benefício ao meio ambiente. O ABS como commodity tem sido alvo de inúmeras pesquisas quanto ao seu desempenho no produto acabado e também quanto à reintrodução de resíduos do final de ciclo de vida como artefatos de menor valor agregado. Enfim, o presente trabalho tem como material um grade de ABS específico utilizado na indústria de refrigeradores e tem como objetivo avaliar o comportamento desse ABS virgem com refugo do mesmo material para fins de reintrodução no processo produtivo para a mesma aplicação que foi destinado inicialmente. Foram avaliados o comportamento químico, mecânico, reológico e térmico de misturas do ABS virgem com refugo em seis proporções diferentes. Esse ABS é destinado para injeção sob pressão e o refugo foi cuidadosamente obtido e misturado mecanicamente ao ABS virgem. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), ensaios mecânicos de tração e reometria capilar. Os valores de módulo de elasticidade (E), tensão máxima e alongamento na ruptura mantiveram-se estáveis com a adição de refugo. A viscosidade do ABS medida no reômetro capilar reduziu com a adição de refugo, acentuando-se com o aumento da taxa de cisalhamento e temperatura. A partir dos resultados de índice de fluidez obtidos com o Plastômetro foi possível determinar o índice de correção de Bagley (e) em relação à viscosidade do reômetro capilar. Utilizando-se este índice foi possível corrigir as curvas de viscosidade determinadas por meio do Plastômetro, no entanto não foi possível definir um índice de correção comum para todas as temperaturas. Os espectros de FTIR não indicaram alterações significativas das ligações características dos componentes do ABS, apenas uma pequena redução das ligações de estireno para as misturas com mais de 20% e não indicaram o surgimento de produtos de degradação. A temperatura de transição vítrea apresentou uma ligeira redução com o incremento da quantidade de refugo, e a temperatura de início de perda de massa manteve-se estável em todas as misturas.

Neste trabalho, apresentamos uma proposta de ensino de Física Térmica contextualizada e integrada à formação técnica para alunos de nível médio do curso Técnico Integrado em Refrigeração e Climatização do Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Venâncio Aires, RS. O trabalho foi desenvolvido com 60 alunos de duas turmas de primeiro ano, durante o segundo semestre de 2011 e, concretizou uma proposta de ementa que buscou construir um currículo integrado entre a formação geral e a técnica, com vistas a uma formação unitária e um ensino potencialmente significativo. Como instrumento motivador e desencadeador do processo de ensino/aprendizagem, utilizou-se um sistema de refrigeração doméstico montado sob a forma de uma bancada didática que, associado a um texto de apoio produzido sob o referencial das teorias da aprendizagem significativa de David Ausubel e da interação social de Lev Semyonovich Vygotsky, guiaram as atividades com os alunos. O produto educacional resultante deste trabalho de conclusão compreende um material didático impresso preparado para a aplicação desta metodologia com alunos, ficando disponível para os demais interessados em utilizar ou adaptar tal material para a sua realidade de ensino. / In this work one presents a proposal of Thermal Physics teaching contextualized and integrated to the technical formation, directed to students of high school from the Integrated Technical Course on Refrigeration and Air Conditioning (Curso Técnico Integrado em Refrigeração e Climatização) of Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Venâncio Aires, RS. This work was developed with 60 students of two classes of the first year during the second semester of 2011 and it aimed at making true a draft proposal which tries to build an integrated grade, between the general and technical formation, aiming at an unitary formation and a potentially significant teaching. As a motivating and starting instrument of the teaching-learning process one used a domestic refrigeration system, mounted on a teaching table that, associated to a help text, produced based on the theories of significant learning of David Ausubel and the social interaction of Lev Semyonovich Vygotsky, guided the activities along with the students. The educational product resulting from this completion work comprehends a printed didactical material prepared to the application of this methodology with the students, being available to anyone who may be interested in using or adapt such material to their teaching reality.

Neste trabalho, apresentamos uma proposta de ensino de Física Térmica contextualizada e integrada à formação técnica para alunos de nível médio do curso Técnico Integrado em Refrigeração e Climatização do Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Venâncio Aires, RS. O trabalho foi desenvolvido com 60 alunos de duas turmas de primeiro ano, durante o segundo semestre de 2011 e, concretizou uma proposta de ementa que buscou construir um currículo integrado entre a formação geral e a técnica, com vistas a uma formação unitária e um ensino potencialmente significativo. Como instrumento motivador e desencadeador do processo de ensino/aprendizagem, utilizou-se um sistema de refrigeração doméstico montado sob a forma de uma bancada didática que, associado a um texto de apoio produzido sob o referencial das teorias da aprendizagem significativa de David Ausubel e da interação social de Lev Semyonovich Vygotsky, guiaram as atividades com os alunos. O produto educacional resultante deste trabalho de conclusão compreende um material didático impresso preparado para a aplicação desta metodologia com alunos, ficando disponível para os demais interessados em utilizar ou adaptar tal material para a sua realidade de ensino. / In this work one presents a proposal of Thermal Physics teaching contextualized and integrated to the technical formation, directed to students of high school from the Integrated Technical Course on Refrigeration and Air Conditioning (Curso Técnico Integrado em Refrigeração e Climatização) of Instituto Federal Sul-rio-grandense, Campus Venâncio Aires, RS. This work was developed with 60 students of two classes of the first year during the second semester of 2011 and it aimed at making true a draft proposal which tries to build an integrated grade, between the general and technical formation, aiming at an unitary formation and a potentially significant teaching. As a motivating and starting instrument of the teaching-learning process one used a domestic refrigeration system, mounted on a teaching table that, associated to a help text, produced based on the theories of significant learning of David Ausubel and the social interaction of Lev Semyonovich Vygotsky, guided the activities along with the students. The educational product resulting from this completion work comprehends a printed didactical material prepared to the application of this methodology with the students, being available to anyone who may be interested in using or adapt such material to their teaching reality.