Orientador: Carlos Alberto C. Altemani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:56:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bazani_MarcioAntonio_M.pdf: 4376423 bytes, checksum: 8edf0e53e5e6ff4df8ae34199a265add (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Um estudo numérico e experimental da convecção mista numa cavidade anular aberta foi efetuado em regime laminar permanente. A cavidade era constituída por dois cilindros verticais concêntricos, com um espaço anular entre eles. Um escoamento de ar era forçado radialmente para o interior da cavidade junto à sua base, defletido para cima pela parede cilíndrica interna e saía axialmente pela sua seção anular superior. A parede cilíndrica interna era aquecida isotermicamente e a parede cilíndrica externa e a base da cavidade eram isoladas termicamente. Foram ensaiadas experimentalmente três alturas da entrada de ar e dois diâmetros da superficie cilíndrica externa da cavidade, numa faixa de valores dos números de Reynoldse de Rayleigh. Uma simulação numérica das medidas experimentais foi efetuada, a partir da solução das equações de conservação. A concordância dos resultados numéricos de um número de Nusselt definido para a cavidade com os valores experimentais foram melhores para o menor diâmetro da superficie cilindrica externa / Abstract: A numerical and experimental study of the mixed convection in an open annular enclosure was performed under steady state conditions and laminar regime. The enclosure was made from two concentric cylinders, with an anular space for an airflow. The airflow was forced radially into the base of the enclosure, was detlected upward by the inner cylinder and exited the enclosure through the upper anular section. The inner cylindrical wall was isothermal and both the outer cylindrical wall and the base of the enclosure were thermally insulated. The experimental tests comprised three distinct heights for the inflow of air and two diameters of the outer cylindrical wall of the enclosure, for a range of the Reynolds and the Rayleigh numbers. A numerical simulation of the experimental tests was performed, from the solution of the conservation equations. The simulated values of a Nusselt number defined for the enclosure were in better agreement with the experimental values for the smaller diameter of the outer cylindrical surface / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: José Roberto Nunhez / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_Edimilson_D.pdf: 42879503 bytes, checksum: f045a81ccffc27a6b322cd000bb460cd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O projeto de agitadores envolve um grande número de variáveis, além da necessidade de utilização das relações empíricas para que se possa elaborar um projeto eficiente. Em função do grande número de variáveis envolvidas, muitas opções ainda carecem de estudos científicos e bibliografias que deem segurança aos projetistas, como é o caso dos impelidores do tipo disco dispersor, para altas dispersões, com característica predominantemente de alto cisalhamento, também conhecidos como: impelidores dentados, dentes de serra ou simplesmente Cowles. O estudo passa inicialmente pelo entendimento amplo dos conceitos de agitação e mistura, tais como: regime de escoamento em tanques agitados, fluidos, nível de agitação, processos de agitação e mistura, geometrias de tanques, tipos e geometria dos impelidores, número de bombeamento e número de potência. Comparou-se resultados de número de potência obtidos nos ensaios com teoria de autores consagrados para impelidores de pás retas. Obteve-se de forma experimental as equações do torque em função da rotação e as curvas do número de potência em função do número de Reynolds para impelidores do tipo disco dispersores de diversas geometrias, trabalhando com dois métodos de medição de torque: transdutor de torque e parâmetros elétricos, utilizando unidade piloto de 50 e 1000 L, assim como indica o número de potência determinado para oitenta e oito impelidores ensaiados / Abstract: The design of impellers involves a great number of variables, as well as the use of empirical correlations to enable an efficient design. Due to the great number of variables involved, many design options lack a deeper scientific basis and broader literature information that would provide the engineer with a more understanding to elaborate a more efficient design. This is the case for impellers used in dispersions, where the main impeller characteristic are their high shear. These impellers are also known as toothed impellers or Cowles impellers. This study starts with the acquiring of a deeper understanding of .mixing processes using high shear impellers with the corresponding concepts of agitation level, tank geometry, impeller geometry, Pumping and Power numbers. The Power number obtained in this work was compared with the published results of previous authors for flat blade impellers. The correlations for torque as a function of impeller speed and the Power number for several impeller disperses as a function or Reynolds number were obtained through a torque transducer and electrical parameters using both a 50 L and a 100 L pilot plants. The experimental Power number of eighty eight impellers was determined in this work / Doutorado / Processos em Tecnologia Química / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-02-21Bitstream added on 2014-06-13T19:31:51Z : No. of bitstreams: 1 pereira_vd_me_ilha.pdf: 1970071 bytes, checksum: 74646e1883439e38fa62ff7f34d06488 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foram feitas simulações de escoamentos incompressiveis por um método de elementos finitos de mínimos quadrados (LSFEM – Least Squares Finite Element Method), usando as formulações velocidade-pressão-vorticidade e velocidade-pressão-tensão, denominadas na literatura de formulações u − p −ω e u = p −τ respectivamente. Estas formulações são preferidas por resultarem em sistemas de equações diferenciais de primeira ordem, o que é mais conveniente para implementação pelo LSFEM. O objetivo principal deste trabalho é a simulação computacional de escoamentos laminares, transicionais e turbulentos através da aplicação da metodologia de simulação de grandes escalas (LES – Large Eddy Simulation) com o modelo de viscosidade turbulenta de Smagorinky para modelar as tensões submalha. Alguns problemas padrões foram resolvidos para validar um código computacional desenvolvido e os resultados são apresentados e comparados com resultados disponíveis na literatura. / In this work simulations of incompressible fluid flows have been done by a Least Squares Finite Element Method (LSFEM) using the velocity-pressure-vorticity and velocity-pressurestress formulations, named, in the literature, u − p −ω and u = p −τ formulations respectively. These formulations are preferred because the resulting equations are partial differential equations of first order, which is more convenient for implementation by LSFEM. The main purpose of this work are the numerical computations of laminar, transitional and turbulent fluid flows through the application of large eddy simulation (LES) methodology using the LSFEM. The Navier- Stokes equations in u − p −ω and u = p −τ formulations are filtered and the eddy viscosity model of Smagorinsky is used for modeling the sub-grid-scale stresses. Some benchmark problems are solved for validate a developed numerical code and the preliminary results are presented and compared with available results from the literature.

Orientador: João Batista Campos Silva / Banca: João Batista Aparecido / Banca: Luiz Felipe Mendes de Moura / Resumo: Neste trabalho foram feitas simulações de escoamentos incompressiveis por um método de elementos finitos de mínimos quadrados (LSFEM - Least Squares Finite Element Method), usando as formulações velocidade-pressão-vorticidade e velocidade-pressão-tensão, denominadas na literatura de formulações u − p −ω e u = p −τ respectivamente. Estas formulações são preferidas por resultarem em sistemas de equações diferenciais de primeira ordem, o que é mais conveniente para implementação pelo LSFEM. O objetivo principal deste trabalho é a simulação computacional de escoamentos laminares, transicionais e turbulentos através da aplicação da metodologia de simulação de grandes escalas (LES - Large Eddy Simulation) com o modelo de viscosidade turbulenta de Smagorinky para modelar as tensões submalha. Alguns problemas padrões foram resolvidos para validar um código computacional desenvolvido e os resultados são apresentados e comparados com resultados disponíveis na literatura. / Abstract: In this work simulations of incompressible fluid flows have been done by a Least Squares Finite Element Method (LSFEM) using the velocity-pressure-vorticity and velocity-pressurestress formulations, named, in the literature, u − p −ω and u = p −τ formulations respectively. These formulations are preferred because the resulting equations are partial differential equations of first order, which is more convenient for implementation by LSFEM. The main purpose of this work are the numerical computations of laminar, transitional and turbulent fluid flows through the application of large eddy simulation (LES) methodology using the LSFEM. The Navier- Stokes equations in u − p −ω and u = p −τ formulations are filtered and the eddy viscosity model of Smagorinsky is used for modeling the sub-grid-scale stresses. Some benchmark problems are solved for validate a developed numerical code and the preliminary results are presented and compared with available results from the literature. / Mestre

Orientador: Marco Lucio Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-05T06:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gerardin_RodrigoCeccatto_M.pdf: 1433853 bytes, checksum: d1832bbbe32aa8b2f8edb3756793f3f5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Atualmente, devido as exigências comerciais e técnicas, os motores de combustão interna operam com pressões de combustão cada vez mais altas. Ao mesmo tempo, deve-se otimizar a operação de todo sistema e a forma dos componentes levando-se em conta a melhor performance e redução de peso. Para um melhor entendimento do comportamento dinâmico de um motor de multi cilindros, é necessário verificar a cinemática e a dinâmica para apenas um cilindro como feito neste trabalho. O foco principal deste trabalho é desenvolver um modelo matemático para determinar as distribuições de pressão e as forças atuantes nos mancais hidrodinâmicos para um cilindro de um motor de combustão interna. Um modelo dinâmico do sistema de pistão-biela-manivela é apresentado e permite calcular as forças dinâmicas e folgas no mancal principal, olhais maior e menor da biela derivados da pressão de combustão. O modelo matemático do mancal hidrodinâmico radial é oriundo da equação de Reynolds e resolvido utilizando o Método de Elementos Finitos. O sistema dinâmico não-linear é resolvido utilizando o método iterativo de Newton-Raphson para cada passo de integração no tempo / Abstract: Due to the current commercial and technical requirements, the internal combustion engines must operate under higher pressures. It is also necessary to optimize the system operation and the shape of the components aiming at increasing the performance and weight reducing. For a better understanding of the dynamical behavior of a multi-cylinder engine, it is necessary to verify the kinematics and dynamics for just one cylinder, as considered in this work. The main focus of this work is the development of a mathematical model to determine the pressure distributions and the hydrodynamic bearing forces for one cylinder internal combustion engine. The dynamical model of the piston-conrod-crank system is presented and allows the calculation of the dynamic forces and clearances obtained from the combustion pressure for the main, big-end and small-end bearings. The mathematical model of the hydrodynamic bearing comes from the Reynolds equation and is solved by the Finite Element Method. The non-linear dynamic system is solved by the iterative Newton-Rhapson method for each time integration step / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Jose Roberto Nunhez, Efraim Cekinski / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T03:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JeffersonLuizGrangeiroda_D.pdf: 4610700 bytes, checksum: b6db5ffbc0e16576244bd0eaea39201a (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O projeto atual de agitadores químicos é essencialmente dependente de relações empíricas, visto que as leis fisicas que regem os fenômenos envolvidos nos processos químicos são expressões cuja solução analítica é ainda desconhecida. Devido a isto, trabalhos experimentais como os compilados por Nagata, (1975), Oldshue, (1983), Sano e Usui, (1985) e Tatterson, (1991) são utilizados como principais referências para o cálculo do consumo de energia destes sistemas de agitação. Este projeto de pesquisa tem por objetivo principal compilar na literatura as principais correlações e trabalhos que são utilizados como base para o cálculo convencional de agitadores utilizados na indústria química, de forma que sejam definidas as melhores correlações através da análise dos parâmetros fundamentais (relações geométricas) no cálculo do Número de Potência, Número de Reynolds, Número de Froude, Número de Fluxo, Número de Mistura e o consumo de Potência de impelidores para os sistemas de agitação. A análise dos parâmetros geométricos será particularmente importante para estágios iniciais de projetos de plantas químicas, quando são necessárias informações da geometria, tanto do tanque como do impelidor (agitador) e, principalmente, do consumo de energia específica destes equipamentos para se estimar o consumo de energia da planta. Os resultados analisados através da utilização das correlações empíricas serão comparados com o Software comercial VISIMIX. Adicionalmente o L-CFD, laboratório de Fluído Dinâmica Computacional, já desenvolveu diversos projetos que analisam a otimização de projeto de reatores de mistura utilizando a Fluido Dinâmica Computacional e este projeto contribui por complementar o conhecimento deste grupo de pesquisa sobre o projeto de agitadores através de cálculos convencionais / Abstract: The design of impellers to date depends on empirical relations, since the physical laws that describe the phenomena involved in the chemical processes are expressions whose analytical solution is still unknown. Experimental works as those compiled by Nagata, (1975), Oldshue, (1983), Sano and Usui, (1985) and Tatterson, (1991) are used as references for energy consumption estimation in these systems. The compilation of the main correlations and the works in the literature that are used as a base to the conventional way to ca1culate the main impellers used in the chemical industry is the main objective of this research; which will allow one to select the better correlations it is carried on by the analysis of fundamental paramenters (geometric relations) for the ca1culation of Power Number, Reynolds Number, Froude Number, Flow Number, Mixing Number and the Power consumption of impellers in these systems. The analysis of the geometrical parameters will be particularly important to the early stages in the design of chemical plants, when informations ofthe tank and ofthe impeller (agitator) geometries and, mainly,about the specific energy consumption of these equipments are needed. The results are analysed using empirical correlations in the literature and are compared with the commercial software VISIMIX. Additionaly the L-CFD, Computational Fluid Dynamics laboratory, has already developed several projetcs to analyse the optimization project of mixing tanks, through the use of Computational Fluid Dynamics. This project contributes to complement the knowledge of this group of research on the design of mixing impellers, through the use of conventional methods / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química