A segurança de instalações nucleares é uma preocupação mundial que tem crescido, sobretudo, após o acidente nuclear de Fukushima. O estudo de acidentes em reatores nucleares de pesquisa tal como o Acidente de Perda de Refrigerante (APR), considerado por muitas vezes um acidente base de projeto, é importante para garantir a integridade da instalação. O APR pode levar ao descobrimento parcial ou total do núcleo do reator e, como condição de segurança, deve-se garantir que haja a remoção do calor de decaimento dos elementos combustíveis. Esse trabalho teve o objetivo de realizar experimentos de descobrimento parcial e total no Elemento Combustível Instrumentado (ECI), construído no Instituto de Pesquisas Energética e Nucleares (IPEN), a fim de estudar os possíveis APRs em reatores de pesquisa. Uma seção de testes, denominada STAR, foi projetada e construída para simular os APRs. O ECI foi irradiado no núcleo do reator IEA-R1 (IPEN) e inserido na STAR, que ficou totalmente imersa na piscina do reator. No ECI, foram instalados termopares para medição das temperaturas do revestimento e do fluido em várias posições axiais e radiais. Foram realizados experimentos para cinco níveis de descobrimento do ECI, um total e quatro parciais, em duas condições distintas de calor de decaimento. Na análise dos resultados, verificou-se que os casos de descobrimento total foram os mais críticos, ou seja, as temperaturas do revestimento foram as maiores quando comparadas com os casos de descobrimentos parciais. Adicionalmente, foi realizada a simulação numérica de dois experimentos com o código RELAP5, cujos resultados demonstraram ótima concordância com os dos níveis experimentais, e temperaturas maiores que as experimentais. As máximas temperaturas do revestimento alcançadas em todos os experimentos ficaram bem abaixo da temperatura de empolamento do combustível, que é de 500°C. Assim, a STAR provou ser um aparato experimental seguro e confiável para a realização de experimentos de perda de refrigerante. / The safety of nuclear facilities has been a growing global concern mainly after the Fukushima nuclear accident. Studies on nuclear research reactor accidents such as the Loss of Coolant Accident (LOCA), considered many times a design basis accident, are important for guaranteeing the integrity of the plant. A LOCA may lead to the partial or complete uncovering of the fuel assemblies and assured decay heat removal is a safety condition. This work aimed to perform partial and complete uncovering experiments in the Instrumented Fuel Assembly (IFA) designed at the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) in order to study possible LOCAs in research reactors. A test section for experimental simulation of Loss of Coolant Accident named STAR was designed and built. The IFA was irradiated in the IEA-R1 and installed in the STAR, which was totally immersed in the reactor pool. Thermocouples were installed in the IFA to measure the clad and fluid temperatures in several axial and radial positions. The experiments were carried out for five levels of uncovering of IFA, being one complete uncovering and four partial uncovering, in two different conditions of decay heat. In the results analysis was observed that the cases of complete uncovering of the IFA were the most critical ones, that is, those cases presented higher clad temperatures when compared with partial uncovering cases. Additionally, a numerical simulation of two experiments was carried out by using the RELAP 5 code. The numerical results showed an optimum agreement with the experimental levels results and greater than the experimental temperatures. The maximum clad temperatures reached in all experiments were quite below the fuel blister temperature, which is 500 °C. Therefore, the STAR has proven to be a safe and reliable experimental apparatus for conducting loss of coolant experiments.

Submitted by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-19T13:03:29Z No. of bitstreams: 5 nascilaine.pdf: 1827154 bytes, checksum: b9e52778b31d948210ff6f1f431250cf (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2015-02-20T09:45:45Z (GMT) No. of bitstreams: 5 nascilaine.pdf: 1827154 bytes, checksum: b9e52778b31d948210ff6f1f431250cf (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-20T09:45:45Z (GMT). No. of bitstreams: 5 nascilaine.pdf: 1827154 bytes, checksum: b9e52778b31d948210ff6f1f431250cf (MD5) license_url: 52 bytes, checksum: 3d480ae6c91e310daba2020f8787d6f9 (MD5) license_text: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) license.txt: 2110 bytes, checksum: b4c884761e4c6c296ab2179d378436d4 (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / Na primeira parte do trabalho foi proposto o reconhecimento de padr?es de jabuticaba (Myrciaria jabuticaba (vell) berg (jabuticaba sabar?)) pela avalia??o dos elementos boro, nitrog?nio, magn?sio, f?sforo, pot?ssio, c?lcio, mangan?s, ferro, cobre e zinco na casca empregando-se as t?cnicas de titula??o, espectroscopia de absor??o at?mica e molecular. Os dados obtidos pelas an?lises dos elementos foram dispostos em matriz 7 x 10, sendo sete amostras referente ?s sete cidades analisadas (S?o Jo?o da Chapada, Gouveia, Guinda, Couto de Magalh?es, Po?os de Caldas, Belo Horizonte e Serro) e dez vari?veis correspondendo ?s concentra??es dos elementos determinadas em mgk-1. O reconhecimento de padr?es foi feito empregando-se a An?lise das Componentes Principais e An?lise Hier?rquica por Agrupamentos. Desta forma foi poss?vel identificar pela An?lise das Componentes Principais os grupos formados pela semelhan?a, baseados nos pesos correspondentes ?s influ?ncias das vari?veis. Cerca de cinco componentes principais acumularam 97,47% da vari?ncia total dos dados sendo que a componente principal de n?mero um (01) acumulou cerca de 38,21% da vari?ncia e a componente principal de n?mero tr?s (03) cerca de 16,13% da vari?ncia. Os grupos formados na An?lise das Componentes Principais foram confirmados na An?lise Hier?rquica por Agrupamento, sendo formado quatro grupos, denotando a maior semelhan?a nas amostras de Gouveia e Couto Magalh?es. Na segunda etapa do estudo teve por finalidade classificar e caracterizar quimicamente o refrigerante do tipo guaran?, em diferentes estados brasileiros, foram analisadas suas concentra??es de metais e diferentes compostos atrav?s da absor??o at?mica e espectroscopia de infravermelho respectivamente. Para classificar os refrigerantes dos diversos locais, foi utilizada nos resultados obtidos das an?lises a an?lise explorat?ria baseada em An?lise das Componentes Principais (PCA). A melhor separa??o se deu com as vari?ncias acumuladas na CP2 e CP4, onde as amostras de refrigerantes zero formaram um grupo e amostras coletadas no RJ outro grupo e as amostras de Shim tamb?m formaram um grupo diferente dos demais. Como conclus?o pode-se salientar que os m?todos de reconhecimento de padr?es empregados neste trabalho apresentaram resultados que possibilitam a diferencia??o das amostras em locais distintos. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2012. / ABSTRACT In the first part of the proposed pattern recognition Jabuticaba (Myrciaria jabuticaba (vell) berg (jabuticaba sabar?)) for the evaluation of the elements boron, nitrogen, magnesium, phosphorus, potassium, calcium, manganese, iron, copper and zinc on the shell employing the techniques of titration, atomic absorption spectroscopy and molecular. The data obtained by analysis of the elements were arranged in a matrix 10 x 7, seven samples analyzed referring to the seven cities (S?o Jo?o da Chapada, Gouveia, Guinda, Couto de Magalhaes, Wells Caldas, Belo Horizonte and Serro) and ten variables corresponding concentrations of certain elements in MGK-1. Pattern recognition was done using the Analysis of Principal Components Analysis for Hierarchical Groups. This made it possible to identify the Principal Component Analysis groups formed by similarity, based on the weights corresponding to the influences of variables. About five main components accumulated 97.47% of the total variance of the data being the main component of a number (01) accumulated approximately 38.21% of the variance and the principal component number three (03) approximately 16.13% variance. The groups formed in the Principal Component Analysis were confirmed in the Hierarchic Cluster Analysis, formed four groups, indicating a greater similarity in the samples of Gouveia and Couto Magalh?es. In the second stage of the study aimed to classify and characterize chemically the guarana soda type, in different Brazilian states were analyzed in relation to different concentrations of metals and compounds by atomic absorption and infrared spectroscopy respectively. To sort the drinks at different locations, we used the results of the analyzes exploratory analysis based on Principal Component Analysis (PCA). The best separation was accumulated at variance with the CP2 and CP4, where samples of soft drinks have formed a group and zero samples collected at the RJ and the other group samples Shim also formed a different group of demais. Como conclusion can be noted that methods of pattern recognition in this work presented results that allow the differentiation of samples at different locations.

[pt] O presente trabalho trata da simulação de um compressor hermético alternativo operando em regime transiente. O modelo desenvolvido expande, para a simulação do regime transiente, de modelos de regime permanente existentes na literatura. No presente modelo o sistema é dividido em volumes de controle (motor, compressor, muflas, câmaras de sucção e de descarga, reservatório de óleo, linha de descarga, entre outros). Adota-se o modelo de parâmetros concentrados e aplicam-se as equações fundamentais de conservação, resultando em um sistema de equações diferenciais ordinárias. Especial atenção é dedicada à formação de espuma durante a partida. Sob tais condições, pode-se chegar à sucção de óleo por parte do compressor, com conseqüentes danos às partes móveis do conjunto mecânico. Em função da ausência de informação na literatura sobre formação de espumas em compressores herméticos, construiu-se um aparato experimental para reproduzir tais condições em laboratório. Utilizou-se uma combinação de refrigerante R134a e óleo poliol-ester, que foi submetida a condições controladas de despressurização, a partir de uma pressão inicial prescrita. O processo de formação de espuma (taxa, espessura e diâmetro de bolha) foi monitorado com o auxílio de uma câmara de vídeo digital. Uma série de corridas foi efetuada para diferentes concentrações de óleo e taxas de despressurização. Os dados experimentais permitiram estabelecer um modelo semiempírico de formação de espuma no interior de um compressor hermético. Simulou- se, também, o escoamento turbulento tridimensional de refrigerante no interior da carcaça. / [en] The present work is related to the simulation of a reciprocating hermetic compressor operating in transient regime. Hermetic compressors consist of a motor-compressor assembly hermetically sealed in a welded steel shell. Main components are: electric motor, suction and discharge mufflers, discharge line and the compressor itself, formed by the suction and discharge chambers, the pistondriving mechanism assembly and the cylinder body. The model here presented extends existing thermodynamic steady-state models for the transient operational condition. The system is divided into a number of control volumes, for which homogeneously distributed properties is assumed and fundamental conservation equations are applied. Special attention is given for foam formation, during startup. In such conditions, liquid oil can be drawn into the cylinder, causing a deterioration in the performance. Information on the phenomenon is scarce, which led to an effort of reproducing it at laboratory conditions. A saturated mixture of R134a and polyolester oil, at a given pressure, was submitted to controlled depressurization. The foam formation process (rate, height and bubble size) was measured with the help of a digital video camera. A number of runs were carried out, for different pressure drop rates and initial refrigerant concentrations. The experimental data was employed to adapt an existing model of foam formation. A new function for the volume rate of coalescence of gas bubbles was empirically determined. Computational Fluid Dynamics techniques were also used to predict the turbulent three-dimensional flow of refrigerant in the shell side.

Apresenta um estudo teórico-experimental da ebulição convectiva do fluido refrigerante R-134a no interior de tubos lisos. Os parâmetros físicos disponíveis para medida foram: pressão, temperatura, vazão de refrigerante e potência de aquecimento, os quais, juntamente com o registro fotográfico, foram utilizados para caracterizar os padrões de escoamento e as transições, investigando-se os efeitos do diâmetro do tubo, da velocidade mássica e do fluxo de calor sobre a perda de pressão e a transferência de calor. Os principais padrões de escoamento visualizados foram: o intermitente, o anular e o estratificado, nos quais constatou-se que, as transições são governadas, principalmente, pelos efeitos da velocidade mássica e do diâmetro do tubo. Dentre estes padrões de escoamento, o anular e o estratificado foram modelados analiticamente. O modelo para o escoamento anular foi utilizado na obtenção de correlações para o fator de atrito interfacial e para espessura do filme de líquido. O modelo para o escoamento estratificado foi dividido em duas partes, uma destinada a obter a configuração da interface, a qual se mostrou côncava e a outra destinada à determinação dos fatores de atrito líquido-parede e interfacial os quais foram correlacionados / The research reports a theoretical and experimental study of convective boiling of refrigerant R-134a in smooth tubes. Tests have been carried out to measure the following physical parameters at the test section: mass flow rate, pressure and pressure drop, refrigerant and surface temperatures and the electrical power. In addition to these parameters, a photographic study has been carried out from pictures taken at the test section exit in order to determine the flow regimes that intervene under the imposed operating conditions. Effects over the pressure drop and heat transfer of the mass flow rate, heat flux, quality, and tube diameter have been investigated. Three flow regimes have been found: the intermitent, the stratified and the annular. Flow regime transitions are apparently governed by the mass velocity and tube diameter. The annular and the stratified flow regimes have been semi-empirically modeled using a mechanistic approach. The annular flow model has been applied to develop correlations for two important physical parameters: the interfacial friction factor and the film thickness. Through the stratified model, the shape of the interface has been evaluated along with correlations for the liquid to wall and interface friction factors

A segurança de instalações nucleares é uma preocupação mundial que tem crescido, sobretudo, após o acidente nuclear de Fukushima. O estudo de acidentes em reatores nucleares de pesquisa tal como o Acidente de Perda de Refrigerante (APR), considerado por muitas vezes um acidente base de projeto, é importante para garantir a integridade da instalação. O APR pode levar ao descobrimento parcial ou total do núcleo do reator e, como condição de segurança, deve-se garantir que haja a remoção do calor de decaimento dos elementos combustíveis. Esse trabalho teve o objetivo de realizar experimentos de descobrimento parcial e total no Elemento Combustível Instrumentado (ECI), construído no Instituto de Pesquisas Energética e Nucleares (IPEN), a fim de estudar os possíveis APRs em reatores de pesquisa. Uma seção de testes, denominada STAR, foi projetada e construída para simular os APRs. O ECI foi irradiado no núcleo do reator IEA-R1 (IPEN) e inserido na STAR, que ficou totalmente imersa na piscina do reator. No ECI, foram instalados termopares para medição das temperaturas do revestimento e do fluido em várias posições axiais e radiais. Foram realizados experimentos para cinco níveis de descobrimento do ECI, um total e quatro parciais, em duas condições distintas de calor de decaimento. Na análise dos resultados, verificou-se que os casos de descobrimento total foram os mais críticos, ou seja, as temperaturas do revestimento foram as maiores quando comparadas com os casos de descobrimentos parciais. Adicionalmente, foi realizada a simulação numérica de dois experimentos com o código RELAP5, cujos resultados demonstraram ótima concordância com os dos níveis experimentais, e temperaturas maiores que as experimentais. As máximas temperaturas do revestimento alcançadas em todos os experimentos ficaram bem abaixo da temperatura de empolamento do combustível, que é de 500°C. Assim, a STAR provou ser um aparato experimental seguro e confiável para a realização de experimentos de perda de refrigerante. / The safety of nuclear facilities has been a growing global concern mainly after the Fukushima nuclear accident. Studies on nuclear research reactor accidents such as the Loss of Coolant Accident (LOCA), considered many times a design basis accident, are important for guaranteeing the integrity of the plant. A LOCA may lead to the partial or complete uncovering of the fuel assemblies and assured decay heat removal is a safety condition. This work aimed to perform partial and complete uncovering experiments in the Instrumented Fuel Assembly (IFA) designed at the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) in order to study possible LOCAs in research reactors. A test section for experimental simulation of Loss of Coolant Accident named STAR was designed and built. The IFA was irradiated in the IEA-R1 and installed in the STAR, which was totally immersed in the reactor pool. Thermocouples were installed in the IFA to measure the clad and fluid temperatures in several axial and radial positions. The experiments were carried out for five levels of uncovering of IFA, being one complete uncovering and four partial uncovering, in two different conditions of decay heat. In the results analysis was observed that the cases of complete uncovering of the IFA were the most critical ones, that is, those cases presented higher clad temperatures when compared with partial uncovering cases. Additionally, a numerical simulation of two experiments was carried out by using the RELAP 5 code. The numerical results showed an optimum agreement with the experimental levels results and greater than the experimental temperatures. The maximum clad temperatures reached in all experiments were quite below the fuel blister temperature, which is 500 °C. Therefore, the STAR has proven to be a safe and reliable experimental apparatus for conducting loss of coolant experiments.

[pt] As alterações no cenário econômico dos países emergentes causaram reflexos positivos na base da pirâmide através do aumento de seu poder aquisitivo. No Brasil, esta realidade é percebida pelo ritmo acelerado de mudanças na última década que impactaram o setor varejista, trazendo uma grande quantidade de marcas para os diferentes setores da economia. Estas novas ofertas para o consumidor de baixa renda foram fundamentadas, muitas vezes, em preços mais acessíveis a sua capacidade de consumo. Este movimento de fortalecimento de marcas populares suscitou a reação das marcas premium. Para direcionar a estratégia das grandes empresas, nesta busca por se re- conectarem aos consumidores pobres, é importante entender mais profundamente a relação deles com as marcas. A presente dissertação teve então como objetivo obter um melhor entendimento do papel e do significado da marca no processo de decisão de compra de produtos, dos segmentos de refrigerante e sabão em pó, para consumidores da classe baixa. Para tanto foram realizadas dez (10) entrevistas em profundidade com mulheres pertencentes às classes C e D, residentes no estado do Rio de Janeiro e responsáveis pela compra de supermercado de suas famílias. Apesar da pesquisa não se propor a explorar o peso das variáveis utilizadas por estas mulheres na decisão de compra, pôde-se observar que existe certa hierarquização. No caso de refrigerante, as mulheres entrevistadas avaliam, em geral, (1) os refrigerantes não reprovados pela família, (2) o preço, (3) o orçamento disponível e (4) as marcas preferidas (premium). No caso de sabão em pó, a escolha parece ser feita levando-se em consideração (1) a marca (verbalizada como sendo a opção pela qualidade), (2) o preço e (3) o orçamento disponível. Avaliando os elementos subjetivos da compra e indo além do discurso das mulheres entrevistadas, a compra do refrigerante (das marcas aprovadas pela família) traz a recompensa pelo elogio dos filhos e marido; enquanto a compra do sabão em pó das marcas premium (percebida por elas como as marcas de melhor qualidade) traz um sentimento de realização do cuidado com a família, a certeza de ter feito a compra certa, mais inteligente, de melhor custo/benefício. Percebe-se então que a equação de valor que rege a decisão de compra destas mulheres de baixa renda não é simples e não é única. Parecem existir modelos diferentes para a tomada de decisão de compra de produtos distintos (refrigerante e sabão em pó). / [en] Changes in the economic scene of emerging countries had caused positive consequences in the base of the pyramid through the increase of its purchasing power. In Brazil, this scenario is perceived by the sped up rhythm of changes in the last decade that impacted the retail business, bringing a great number of brands for different sectors of the economy. These new offers for the low income consumer had been often based in more affordable prices for the consumption capacity of this tier. This movement of popular brands empowerment awaked the reaction of premium brands. To guide the strategy of great companies, in this pursue for reconnecting with poor consumers, is important to deeply understand their relation with brands. The present dissertation had then the objective to get a better understanding of the role and meaning of brands in the purchase decision process of products, within the segments of soft drink and powdered soap, for low income consumers. To reach that goal, ten (10) in depth interviews with women pertaining to C and D tiers, residents in the state of Rio de Janeiro and responsible for the supermarket purchase of their families, had been carried through. Despite the research does not consider to explore the utility of the variables used for these women in the purchase decision, it could be observed that a hierarchy exists. In soft drink purchase, the interviewed women mostly evaluate (1) soft drinks not disapproved by their family, (2) price, (3) available budget and (4) preferred brands (premium brands). In the powdered soap purchase, the choice seems to be made taking in consideration (1) brand (expressed as being the option for quality), (2) price and (3) available budget. Evaluating the subjective elements of the purchase and going beyond the speech of the interviewed women, the purchase of soft drink (of brands approved by their family) brings rewards through compliment of kids and husband; while the purchase of powdered soap of premium brand (perceived for them as better quality brands) brings a feeling of accomplishment in taking care of their families, the certainty to have done the precise purchase, more intelligent, of better cost/benefit. Is perceived then that the value equation that drives the purchase decision of these low income women is not simple and is not unique. They seem to exist different models in purchase decision taking of distinct products (soft drink and powdered soap).

Recentemente, observa-se o crescimento do número de trocadores de calor baseados em microcanais devido a necessidade de transferência de elevadas taxas de calor utilizando dispositivos compactos. Tubos de calor, trocadores de calor compactos para equipamentos eletrônicos e controle térmico de satélites, sistemas de condicionamento de ar para automóveis, escritórios e residências são exemplos de aplicações para condensação em canais de diâmetro reduzido. No entanto, na literatura encontra-se reduzido número de estudos experimentais tratando da condensação no interior de canais com diâmetros inferiores a 3 mm, os quais geralmente envolvem refrigerantes com elevado potencial de aquecimento global (GWP). Neste contexto, o presente estudo apresenta uma revisão crítica da literatura envolvendo critérios de transição entre padrões de escoamento, perda de pressão por atrito e coeficiente de transferência de calor durante a condensação no interior de canais convencionais e de micro-escala (minicanais). Levantou-se resultados para o gradiente de pressão por atrito e coeficiente de transferência de calor em aparato experimental localizado na Universidade de Pádua (Università Degli Studi di Padova) para os fluidos refrigerante R1234ze(E) e R32 (GWP de 550 e 6, respectivamente), temperatura de saturação de 40°C, fluxo de calor até 35 kW/m², grau de sub-resfriamento da parede entre 2 e 10 K, velocidade mássicas entre 55 e 275 kg/m²s e título de vapor de 0 a 1. Os dados foram levantados em seção de teste composta por 36 minicanais com diâmetro hidráulico de 1,6 mm e geometria retangular, com o efeito de resfriamento obtido através de água resfriada escoando em contra-corrente ao refrigerante. Os dados experimentais levantados para o gradiente de pressão por atrito e o coeficiente de transferência de calor foram comparados com métodos de previsão da literatura, concluindo que as correlações propostas por Jige, Inoue e Koyama (2016) fornecem as melhores previsões. O comportamento do coeficiente de transferência de calor foi analisado com foco nos mecanismos físicos predominantes durante a condensação. A partir desta análise concluiu-se o predomínio de efeitos de tensão superficial em velocidades mássicas reduzidas e de arrasto em velocidades mássicas elevadas. Este estudo também apresenta uma avaliação comparativa do desempenho dos refrigerantes R1234ze(E) e R32 em relação ao R134a (GWP de 1300) baseada na taxa de transferência de calor por unidade de potência de bombeamento e no potencial de transferência de calor, conforme o critério proposto por Cavallini et al. (2010). Esta análise revelou o desempenho superior para o refrigerante R32 seguido do R134a, com o R1234ze(E) apresentando o pior resultado, independentemente da velocidade mássica. / Recently, micro-scale channels are increasingly being used to combine high heat transfer rates and high degree of compactness. Condensation inside small diameter channels can be found in several applications such as heat pipes, thermal management of electronic equipments, spacecraft thermal control, automotive and residential air conditioning systems, heat pumps and refrigeration systems. However, despite of its importance, few studies concerning condensation inside minichannels (DH < 3 mm) involving low GWP (Global Warming Potential) refrigerants are found in the literature. In this context, initially, this study presents a critical review on the literature involving transition criteria on two-phase flow patterns for micro- and macro-scale conditions, frictional pressure drop and heat transfer coefficient during condensation inside channels. Experimental results for frictional pressure gradient and heat transfer coefficient obtained in apparatus located at the University of Padua (Università Degli Studi di Padova) are carefully analysed. The database includes results for the refrigerants R1234ze(E) and R32 (GWP of 550 and 6, respectively), saturation temperature of 40°C, heat flux up to 35 kW/m², fluid and wall temperature diference up to 10 K, mass velocity in the range of 55 to 275 kg/m²s and vapor quality between 0 and 1. The test section is composed of 36 rectangular minichannels with hydraulic diameter of 1.6 mm. The refrigerant is cooled by water flowing. From a comparison of experimental data for frictional pressure drop and heat transfer coefficient, and prediction methods available in literature, the methods proposed by Jige, Inoue e Koyama (2016) were ranked as the best ones. During the data analyses, focus was put on in order to relate the heat transfer coefficient behavior with the prevailing mecanisms during condensation. Based on this carefull analysis, the predominance of surface tension effects was pointed out under conditions of low mass velocities and condensation inside rectangular minichannels. On the other hand, for high mass velocities shear stress effects prevailed. Also, it has been presented a comparative evaluation of the performance of the refrigerants R1234ze(E), R32 and R134a (GWP of 1300) based on the following criteria: (i) heat transfer rate per unit of power pumping; and (ii) a penalty factor based on the heat transfer potential proposed by Cavallini et al. (2010). According to this evaluation, independently of the mass velocity, the refrigerant R32 was ranked as the one presenting the best performance, followed by R134a ranked as the second best. The refrigerant R1234ze(E) provided the worst performance among them all.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-11-27Bitstream added on 2014-06-13T18:10:04Z : No. of bitstreams: 1 ferreira_ad_me_ilha.pdf: 1079421 bytes, checksum: dcb82443da323ec46bf3bd207a17001c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido à solubilidade mútua entre o fluido refrigerante e o fluido lubrificante usados em sistemas de refrigeração por compressão de vapor, eles formam uma mistura homogênea que influencia tanto os processos de transferência de calor no evaporador e no condensador, como os processos de lubrificação e de selagem de vazamentos no interior do compressor. O vazamento de refrigerante através da folga radial de compressores rotativos de pistão rolante é de particular importância para o bom desempenho do compressor, uma vez que ele influencia significativamente a eficiência volumétrica do compressor, chegando a somar cerca de 30% das perdas totais de refrigerante. No presente trabalho foram desenvolvidos modelos de escoamento de misturas óleo-refrigerante através desta folga, incluindo a mudança de fase do refrigerante devida à variação da sua solubilidade no lubrificante. A solução da equação da energia constitui uma evolução do processo de modelagem deste escoamento em relação aos modelos até então desenvolvidos. Quatro modelos diferentes foram usados para simular o escoamento: modelo de escoamento bifásico homogêneo isotérmico, modelo de escoamento bifásico isotérmico com formação de espuma, modelo de escoamento bifásico homogêneo não-isotérmico e modelo de escoamento bifásico homogêneo não-isotérmico com termo de força inercial. O estudo foi realizado para três misturas óleo-refrigerante: óleo éster Freol a10 e refrigerante R134a, óleo éster EMKARATE RL10H e refrigerante R134a e óleo mineral SUNISO 1 GS e refrigerante R12. Para todos os modelos e misturas, realizou-se um estudo paramétrico envolvendo as principais variáveis do problema: pressão de entrada, temperatura de entrada, vazão de mistura e valor da folga mínima... / Due to the mutual solubility between the refrigerant and lubricant of refrigeration systems using mechanical compression of vapor, they form a homogeneous mixture which influences the heat transfer processes in the evaporator and condenser as well as the compressor lubrication and refrigerant leakage. The refrigerant leakage through the radial clearance of rolling piston compressors plays an important role to the volumetric efficiency in this type of compressor, in which it represents about 30% of the total refrigerant loss. In the present work several models to predict the lubricant-refrigerant mixture flow through this clearance, including the refrigerant phase change due to the reduction of the refrigerant solubility in the lubricant, are developed. Four different models were developed to simulate the flow: isothermal homogeneous two-phase flow, isothermal two-phase flow with foam formation, non-isothermal homogeneous two-phase flow and non-isothermal homogeneous two-phase flow containing inertial force. The simulations were performed for three mixtures: ester oil Freol a10-refrigerant R134a, ester oil EMKARATE RL10H-refrigerant R134a, and mineral oil SUNISO 1 GS-refrigerant R12. The influences of the inlet pressure, inlet temperature, mixture mass flow rate, and minimal clearance were analyzed for all mixtures. The results showed that it is important to consider the foam formation, the inertial force, and the solution of the energy equation in the flow modeling. Concerning the volumetric efficiency of the compressor the ester oil Freol a10-R134a was the best mixture because it produced the lowest refrigerant leakage.

Recentemente, observa-se o crescimento do número de trocadores de calor baseados em microcanais devido a necessidade de transferência de elevadas taxas de calor utilizando dispositivos compactos. Tubos de calor, trocadores de calor compactos para equipamentos eletrônicos e controle térmico de satélites, sistemas de condicionamento de ar para automóveis, escritórios e residências são exemplos de aplicações para condensação em canais de diâmetro reduzido. No entanto, na literatura encontra-se reduzido número de estudos experimentais tratando da condensação no interior de canais com diâmetros inferiores a 3 mm, os quais geralmente envolvem refrigerantes com elevado potencial de aquecimento global (GWP). Neste contexto, o presente estudo apresenta uma revisão crítica da literatura envolvendo critérios de transição entre padrões de escoamento, perda de pressão por atrito e coeficiente de transferência de calor durante a condensação no interior de canais convencionais e de micro-escala (minicanais). Levantou-se resultados para o gradiente de pressão por atrito e coeficiente de transferência de calor em aparato experimental localizado na Universidade de Pádua (Università Degli Studi di Padova) para os fluidos refrigerante R1234ze(E) e R32 (GWP de 550 e 6, respectivamente), temperatura de saturação de 40°C, fluxo de calor até 35 kW/m², grau de sub-resfriamento da parede entre 2 e 10 K, velocidade mássicas entre 55 e 275 kg/m²s e título de vapor de 0 a 1. Os dados foram levantados em seção de teste composta por 36 minicanais com diâmetro hidráulico de 1,6 mm e geometria retangular, com o efeito de resfriamento obtido através de água resfriada escoando em contra-corrente ao refrigerante. Os dados experimentais levantados para o gradiente de pressão por atrito e o coeficiente de transferência de calor foram comparados com métodos de previsão da literatura, concluindo que as correlações propostas por Jige, Inoue e Koyama (2016) fornecem as melhores previsões. O comportamento do coeficiente de transferência de calor foi analisado com foco nos mecanismos físicos predominantes durante a condensação. A partir desta análise concluiu-se o predomínio de efeitos de tensão superficial em velocidades mássicas reduzidas e de arrasto em velocidades mássicas elevadas. Este estudo também apresenta uma avaliação comparativa do desempenho dos refrigerantes R1234ze(E) e R32 em relação ao R134a (GWP de 1300) baseada na taxa de transferência de calor por unidade de potência de bombeamento e no potencial de transferência de calor, conforme o critério proposto por Cavallini et al. (2010). Esta análise revelou o desempenho superior para o refrigerante R32 seguido do R134a, com o R1234ze(E) apresentando o pior resultado, independentemente da velocidade mássica. / Recently, micro-scale channels are increasingly being used to combine high heat transfer rates and high degree of compactness. Condensation inside small diameter channels can be found in several applications such as heat pipes, thermal management of electronic equipments, spacecraft thermal control, automotive and residential air conditioning systems, heat pumps and refrigeration systems. However, despite of its importance, few studies concerning condensation inside minichannels (DH < 3 mm) involving low GWP (Global Warming Potential) refrigerants are found in the literature. In this context, initially, this study presents a critical review on the literature involving transition criteria on two-phase flow patterns for micro- and macro-scale conditions, frictional pressure drop and heat transfer coefficient during condensation inside channels. Experimental results for frictional pressure gradient and heat transfer coefficient obtained in apparatus located at the University of Padua (Università Degli Studi di Padova) are carefully analysed. The database includes results for the refrigerants R1234ze(E) and R32 (GWP of 550 and 6, respectively), saturation temperature of 40°C, heat flux up to 35 kW/m², fluid and wall temperature diference up to 10 K, mass velocity in the range of 55 to 275 kg/m²s and vapor quality between 0 and 1. The test section is composed of 36 rectangular minichannels with hydraulic diameter of 1.6 mm. The refrigerant is cooled by water flowing. From a comparison of experimental data for frictional pressure drop and heat transfer coefficient, and prediction methods available in literature, the methods proposed by Jige, Inoue e Koyama (2016) were ranked as the best ones. During the data analyses, focus was put on in order to relate the heat transfer coefficient behavior with the prevailing mecanisms during condensation. Based on this carefull analysis, the predominance of surface tension effects was pointed out under conditions of low mass velocities and condensation inside rectangular minichannels. On the other hand, for high mass velocities shear stress effects prevailed. Also, it has been presented a comparative evaluation of the performance of the refrigerants R1234ze(E), R32 and R134a (GWP of 1300) based on the following criteria: (i) heat transfer rate per unit of power pumping; and (ii) a penalty factor based on the heat transfer potential proposed by Cavallini et al. (2010). According to this evaluation, independently of the mass velocity, the refrigerant R32 was ranked as the one presenting the best performance, followed by R134a ranked as the second best. The refrigerant R1234ze(E) provided the worst performance among them all.

[pt] De acordo com o levantamento do IBGE, mais de um terço dos brasileiros vive aquém de suas necessidades básicas de consumo. As conseqüências dessa desigualdade vêm se tornando insuportáveis para todos, principalmente com o aumento recente dos índices de criminalidade nos principais centros urbanos. O atual Governo brasileiro tem enfatizado bastante o envolvimento do meio empresarial na busca de alternativas para amenizar a situação de desigualdade e pobreza do país, além de uma atuação mais responsável e transparente perante a sociedade. Desta forma, o atributo de responsabilidade social tende a se tornar ainda mais valorizado pela sociedade e pelo público consumidor. O presente estudo suporta a idéia de que existe um segmento de mercado que considera o nível de responsabilidade social das empresas em suas decisões de compra. Os resultados empíricos mostram evidências de que alguns consumidores estão dispostos a pagar um pouco mais e até abrir mão de alguns atributos do produto para contribuir com um programa social. As empresas possuem, portanto, uma oportunidade de focar nesse público, atingindo seus objetivos, ao mesmo tempo em que contribuem para a sociedade. / [en] According to IBGE data, more than one third of Brazilians lives beyond basic consumption needs. The consequences of these social differences have become unacceptable for everyone, mainly due to the recent increase of urban criminality. The actual Government has emphasize a lot the involvement of companies in a way to find possible solutions to reduce this poverty and social differences, besides going toward a more responsible and transparent market actuation.. This way, social responsibility attribute seems to become even more important and valued by Brazilian society and consumers. This study supports the idea that there is a market segment that considers a company`s level of social responsibility in its purchase decisions. The empirical results shows sufficient evidence that some consumers would pay a bit more for the same product and even give up of some aspect of the product in order to contribute to a social cause. So companies have the opportunity of focusing on this segment, reaching their objectives, while contributing to the society.