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Estudo da resposta dinamica do processo de fusão-solidificação em armazenadores de calor latente

Nebra, Silvia Azucena, 1943- 16 July 2018 (has links)
Orientador : Kamal Abdel Radi Ismail / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T19:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nebra_SilviaAzucena_M.pdf: 1578783 bytes, checksum: b0b0f2448f93bc4773f93c49ae2a87c8 (MD5) Previous issue date: 1980 / Resumo: Neste trabalho estuda-se a resposta dinâica de um sistema armazenador de calor latente, com o material armazenador encapsulado em tubos longos de alumínio, com uma deistribuição similar à usada em trocadores de calor convencionais. Foi desenvolvido um modelo analítico-numérico para o processo de fusão-solidificação num cilindro. O fluido do trabalho foi considerado à temperatura constante e também variável, respectivamente para efeitos de simulação das condições operacionais do sistema de armazenamento / Abstract: This research was devoted to the study of the dynamic response of latent heat storage system with the latent heat material encapsulated in long aluminium tubes with a distribution similar to that used in canventional heat exchangers. In this study an analytical numerical madel was developed for the fusion solidification process for the case of a cylinder the working fluid was considered both of constant and variable ternperature respictively to simulate the operational conditions of a storage system / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Efeitos de carbono, cromo e molibdenio na solidificação de ferros fundidos brancos com alto teor de cromo

Sinatora, Amilton 16 December 1986 (has links)
Orientador: Paulo Roberto Mei / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-17T22:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sinatora_Amilton_M.pdf: 3653892 bytes, checksum: 8a4baf9d2f6026113e5c499a05b3ddf5 (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Na revisão dá literatura, discutem-se os diagramas ternários Fe-Cr-C na região correspondente aos Ferros Fundidos Brancos de Alto Cromo e se propõe um modelo para a seqüência de solidificação e para as principais características dos microconstituintes destas ligas contendo ou não molibdênio. Efetuaram-se experimentos de solidificação em amostras de 30mm de diâmetro medindo-se as temperaturas dos patamares de formação da austenita e do eutetico, o número de partículas de carboneto no volume eutetico e no volume total, a fração volumétrica de austenita primária e o espaçamento entre braços de dendritas. Estas medidas foram efetuadas em ligas com 15% ou 20% de cromo com teores de carbono 2,3 ; 3,0 e 3,6%. Para cada teor de carbono estudado adicionou-se 1,5 e 2,5% de molibdênio. Verificou-se que a elevação do teor de carbono levou a diminuição das temperaturas dos patamares de formação da austenita e do eutético, ao abaixamento do número de partículas no volume eutetico, ã elevação do número de partículas no volume total, bem como a diminuição da fração volumétrica da aus- tenita primária e do espaçamento entre braços de dendrita. A adição de molibdênio provocou a diminuição das temperaturas dos patamares de formação da austenita e do eutético, a diminuição do numero de partículas no volume total e no volume eutetico e o aumento da fração volumétrica de austenita primária. Quando se comparou as 1igas com 15% e as 1igas com 20% de crE mo verificou-se a e1evação das temperaturas dos patamares de formação do eutético, a elevação do número de partículas no volume total e no volume eutético e a diminuição da fração volumétrica de austenita primária nas ligas com 20% de cromo / Abstract: The ternary Fe-Cr-C diagrams, as applied to the of high Cr white Cast Iron, were reviewed. Solidification A model was proposed for the solidification sequence .and for the main microconstituints characteristics of these alloys containing or not molybdenun.Solidification experiments were performed on 30 mm diameter samples. The austenite and eutectic arrest temperatures, the number of eutectic carbide particles on the total and eutectic volume, the fraction of primary austenite and the numberof secondary aendrite arms were measured. These measurements were performed on alloys containing 15 and 20% chromium, whith 2,3; 3,0 and 3,6% carbon. For each carbon content 1,5 or 2,5% molybdenum were added. It was observed that the increase of the carbon content resu1ted in a lower austenitic and eutectic formation temperatures, in a reduced number of carbide partic1es eutectic volume as well as in a lower vo1umetric fraction primary austenite and dendrite arm spacing. The molibdenum addition 1ed to a lower austenite and eutectic formation arrest temperatures, a lower number of the carbide particles in total and in eutectic volume,and a higher primary austenite volumetric fraction. When alloys containing 15 and 20% chromiun were compared, was observed the elevation of the eutectic arrest temperatures as well as the elevation of the number of particles in the total volume and in the eutectic co1ume and the lowering of the primary austenite volumetric fraction in the 20% Cr alloy / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Crescimento unidirecional da liga CBr4/CLC16, um modelo de analise da solidificação de ligas euteticas

Alves, Ana Paula Rosifini 09 March 1993 (has links)
Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:36:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_AnaPaulaRosifini_M.pdf: 5047555 bytes, checksum: 1b1f1d798aad9c09efe29370043c39d2 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Nas últimas décadas, uma classe de materiais designados como "compositos", teve sua importância elevada dentro de aplicações envolvendo alta tecnologia. Uma técnica bastante eficiente na produção destes materiais, consiste no emprego da solidificação direcional de ligas de composição eutética, o que resulta em materiais com elevada estabilidade técnica, além de propriedades magnéticas, óticas e elétricas. Durante o crescimento de ligas eutéticas binárias, existe a formação de duas fases sólidas, com um processo de segregação de soluto bastante peculiar. Para crescer, uma das fases necessita diminuir a quantidade inicial de um dos componentes no líquido, e aumentar a concentração do outro componente, ocorrendo um processo similar com a outra fase. Este fato ocasiona um gradiente de composição paralelo à interface sólido/líquido, originando um fluxo de massa normal à direção do crescimento, que por sua vez determinará a composição no liquido próximo à interface sólido/líquido e a microestrutura final. Existem, no entanto, alguns parâmetros do processo (convecção, gradiente técnico) que podem alterar profundamente o crescimento desta liga. Este trabalho teve como objetivo principal a investigação de parâmetros que influenciam o crescimento unidirecional de ligas eutéticas lamelares. Tal estudo foi implementado através do desenvolvimento de um conjunto experimental que permite o processamento de compostos orgânicos transparentes e de solidificação análoga a de metais. Basicamente, este conjunto experimental é dividido em duas partes: o Sistema de aquecimento e refrigeração e o sistema de observação e movimentação de amostras. Através da observação de amostras constituídas por tais compostos orgânicos, capazes de simular vários tipos de ligas, foi possível estabelecer a influência de diversos parâmetros do processo, como a convecção imposta arficialmente, a taxa de solidificação e o gradiente técnico na interface sólido/liquido. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir, por exemplo, que existe uma relação bem definida, durante o crescimento, entre a velocidade de crescimento e o espaçamento lamelar. Quanto à estabilidade da interface do crescimento lamelar, observou-se que o gradiente técnico na interface solido/líquido pode influenciar diretamente a mesma, e que a presença de fluxos convectivos pode prolongar a manutenção do crescimento eutético regular / Abstract: The importance of composite materials for high technology applications increased remarkably during the past decades. Directional solidification of eutectic alloys is a very efficient technique for production of these materials, yielding high thermal stability composites with interesting magnetic, optic and eletric properties. Because of a peculiar solute segregation process two solids phases are formed in binary eutectic alloys growth. ln one of the phases the initial concentration of one component of the liquid decreases while the concentration of the other component increases. A similar process occurs to the other solid phase leading to a compositional gradient parallel to the solid/liquid interface. This provides a mass flux perpendicular to the growth direction that will determine the liquid composition near the solid/liquid interface and the final microstructure. The main goal of this work was to investigate the influence of directional solidification parameters during the growth of lamellar eutectic alloys. ln order to perform such simulation, an experimetal setup was assembled. To simulate the solidification of metals, transparent organic compound alloys were processed. This simulation allows one to study several process parameters, such as forced convection, solidification rate, and interface thermal gradient. The obtained results led to a well defined relationship between growth velocity and lamellar spacing. Also, the lamellar-growth stability was found to have intimate relation to the solid/liquid interface thermal gradient and, convective flux presence can improve the eutectic growth / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica
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Fusão dominada por convecção de um material de mudança de fase numa cavidade vertical anular

Melo, Carlos Alberto de 21 December 1992 (has links)
Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:13:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Melo_CarlosAlbertode_D.pdf: 1633411 bytes, checksum: 7e0729f3ebd7178297aedc0af6290593 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: A entalpia adimensional média do volume de controle discretizado permite determinar, de forma iterativa, a posição da interface móvel líquido-sólido. As condições de contorno nesta interface são determinadas sem a necessidade da transformação de coordenadas usando uma simples grade fixa. As linhas de corrente são determinadas diretamente da função corrente e elas representam as correntes convectivas na fase líquida. As formas das interfaces líquido-sólido e o calor armazenado em função do tempo são comparados com dados teóricos e experimentais para a vaIidação dos resultados. São também analisados os gráficos da taxa de calor global e da efetividade em função do número de unidades de transferência (NUT) / Abstract: The mean dimensionless enthalpy of the discretized control volume permit to determine the moving liquid-solid interface position. The boundary conditions in the interface are determined without the necessity of the transformation of coordinates by using a simple fixed grid. From the function 'psi¿ (r,z) the stream lines are determined which represent the convective currents in the liquid phase. Shapes of the liquid-solid interfaces and the stored heat are compared with theoretical and experimental data in the literature for the validation of the model It was also analysed in the present work curves of the global rate of heat transfer. and the effectiveness as a function of the number of transfer uni ts (NTU) / Doutorado / Mestre em Engenharia Mecânica
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Analise da formação de coquilhamento inverso e do numero de nodulos de grafita durante a solificação de ferros fundidos nodulares hipoeuteticos

Amstalden, João Fidelis 15 March 1995 (has links)
Orientador: Rezende Gomes dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T04:56:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amstalden_JoaoFidelis_M.pdf: 21054070 bytes, checksum: b405c7219a2832e547167f7e56a46f4a (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica
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Análise experimental e numérica da solidificação direcional de materiais de mudança de fase

Rodrigues, Antonio Flavio Aires January 2001 (has links)
O presente trabalho apresenta uma análise da solidificação unidirecional a partir de um estudo experimental e numérico. A fim de possibilitar a visualização do processo são evitadas as altas temperaturas. Desta forma, materiais com baixo ponto de fusão, abaixo de 50°C, translúcidos e transparentes, são fundidos e solidificados em um solidificador direcional de forma cilíndrica. Visando um processo de solidificação controlado por difusão pura, este solidificador é resfriado pela sua base. São obtidos no experimento os campos de temperatura, além da posição da interface sólido-líquido ao longo do tempo. Na simulação numérica do processo é resolvida a equação da energia, formulada em termos da entalpia usando uma malha fixa. Os resultados são comparados e analisados de modo a validar a simulação, que passa assim a servir para a investigação de outras situações de interesse no âmbito da fusão-solidificação.
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Estudo comparativo entre microestrutura e parâmetros de solidificação em aços produzidos por ligotamento contínuo

Trevisan, Lisiane January 2008 (has links)
Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um estudo comparativo entre os parâmetros de solidificação (gradiente térmico, velocidade de deslocamento das isotermas e taxa de resfriamento) calculados com base em curvas de resfriamento monitoradas em lingotes produzidos por lingotamento contínuo. Utilizando medidas experimentais de temperaturas realizadas tanto no molde quanto na superfície do lingote, e com o auxílio de rotinas numéricas utilizadas na forma do software InaLC+, foi possível calcular tais parâmetros de solidificação. Os lingotes foram submetidos a ensaios de metalografia com o objetivo de revelar tanto a macroestrutura quanto a microestrutura e ensaio de microdureza. Para isso, foram utilizados tanto a microscopia óptica quanto a eletrônica com auxílio do sistema de microanálise química(Energy Dispersive X-Ray) quando necessário. O trabalho permitiu verificar semelhanças entre a microestrutura formada e a prevista pelo diagramas de resfriamento contínuo (CCT) para aços produzidos pelo processo de lingotamento contínuo em uma planta industrial. / The main objective of this paper is to develop a comparative study between the solidification parameters (thermal gradients, growth velocities and cooling rates) that were calculated concerning the cooling curves in ingots produced by continuous casting process. Using experimental measures of temperature (that were developed both in the mold and in ingot surface) and mathematic calculation shown by computer software, InaLC+, it was possible to calculate those solidification parameters. The ingots were submitted to metallography as well as microhardness in order to show their macro and microstructure. To do such task, optical microscopy and SEM (Scanning Electron Microscopy) were used with the help of Energy Dispersive X-Ray (EDX) system, when it was necessary. Through this paper, it was possible to compare the similarity between microstructure and continuous casting diagrams (CCT) in steel produced by continuous casting process in an industrial plant.
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Análise experimental e numérica da solidificação direcional de materiais de mudança de fase

Rodrigues, Antonio Flavio Aires January 2001 (has links)
O presente trabalho apresenta uma análise da solidificação unidirecional a partir de um estudo experimental e numérico. A fim de possibilitar a visualização do processo são evitadas as altas temperaturas. Desta forma, materiais com baixo ponto de fusão, abaixo de 50°C, translúcidos e transparentes, são fundidos e solidificados em um solidificador direcional de forma cilíndrica. Visando um processo de solidificação controlado por difusão pura, este solidificador é resfriado pela sua base. São obtidos no experimento os campos de temperatura, além da posição da interface sólido-líquido ao longo do tempo. Na simulação numérica do processo é resolvida a equação da energia, formulada em termos da entalpia usando uma malha fixa. Os resultados são comparados e analisados de modo a validar a simulação, que passa assim a servir para a investigação de outras situações de interesse no âmbito da fusão-solidificação.
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Análise da transferência de calor durante a solidificação de aços em moldes no lingotamento contínuo

Barcellos, Vinicius Karlinski de January 2007 (has links)
Na produção de aço pelo processo de lingotamento contínuo, as condições de resfriamento ao qual o lingote está submetido quando em contato com a superfície do molde, influenciam na qualidade do aço lingotado e na produtividade. A determinação e análise dos coeficientes de transferência de calor são necessárias para uma melhor compreensão dos fenômenos que ocorrem na interface metal/molde. Esse trabalho teve como objetivo a utilização de um modelo matemático de solidificação para lingotamento contínuo de aços e do levantamento das condições de transferência de calor entre metal lingotado/molde para uma planta industrial. Medidas de temperatura nas paredes de moldes da máquina de lingotamento contínuo foram obtidas durante a operação de lingotamento, por meio de termopares estrategicamente posicionados ao longo do comprimento do molde e nas faces do mesmo. Foram analisados lingotes de seção quadrada de 240 x 240 mm, 180 x 180 mm e 150 x 150 mm. Desenvolveu-se um algoritmo (aplicativo) consistindo de um modelo matemático em MDF e do modelo de condução de calor inverso, baseado no método de confronto de perfis térmicos experimentais/simulados, usado para determinação dos coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde. Com as seqüências de corridas monitoradas com o molde instrumentado, e o levantamento dos dados de processo, foi possível obter resultados para correlacionar os principais parâmetros de processo com o comportamento dos coeficientes de transferência de calor na interface metal/molde (hi). Dessa forma, equações foram obtidas para determinar os coeficientes de transferência de calor para diferentes moldes e variáveis do processo, tais como: velocidade de lingotamento, composição química do aço, conicidade e seção do molde. O trabalho permitiu a realização de aferições finais no programa de simulação do processo de lingotamento contínuo de aços, chamado InALC, o qual vem sendo desenvolvido, com dados experimentais obtidos em uma máquina de lingotamento contínuo de uma planta industrial. / In the steel production by continuous casting process, the ingot cooling conditions to which the ingot is submitted when in contact with the mould surface, have influence in the quality steel and productivity. The determination and analysis of the heat transfer coefficients are necessary for a better understanding of the phenomena that occur in the metal/mold interface. That work has as objective the development of a mathematical model of solidification in the continuous casting of steels through the transfer heat conditions between metal and mould during casting in an industrial plant obtained from the development and application of an experimental methodology. Experimental measurements of temperatures in the mould walls of the continuous casting machine were performed during the casting operation by the use of thermocouples strategically positioned along of the moulds length and in the differente faces in contact with the ingots of squared section of 240 x 240 mm, 180 x 180 mm and 150 x 150 mm. An inverse heat conduction model has been used for determination of heat transfer coefficients at the metal / mold interface based on a method of confront of experimental/simulated thermal profiles. With the sequences of heat monitored with the instrumented mold, and the capture of the process data, it was possible to obtain results that correlate the main parameters of the process with the behavior of heat transfer coefficients (hi) at the interface metal / mold. Thus, equations were obtained permitting the determination of heat transfer coefficients for different moulds and process variables, such as: casting speed, chemical composition of the steel, mould taper and mould section. The work allowed the execution of final checking in the simulation program of continuous casting process of steels, InALC, which has been developed, with experimental data obtained in a continuous casting machine of an industrial plant.
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Estudo comparativo entre microestrutura e parâmetros de solidificação em aços produzidos por ligotamento contínuo

Trevisan, Lisiane January 2008 (has links)
Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um estudo comparativo entre os parâmetros de solidificação (gradiente térmico, velocidade de deslocamento das isotermas e taxa de resfriamento) calculados com base em curvas de resfriamento monitoradas em lingotes produzidos por lingotamento contínuo. Utilizando medidas experimentais de temperaturas realizadas tanto no molde quanto na superfície do lingote, e com o auxílio de rotinas numéricas utilizadas na forma do software InaLC+, foi possível calcular tais parâmetros de solidificação. Os lingotes foram submetidos a ensaios de metalografia com o objetivo de revelar tanto a macroestrutura quanto a microestrutura e ensaio de microdureza. Para isso, foram utilizados tanto a microscopia óptica quanto a eletrônica com auxílio do sistema de microanálise química(Energy Dispersive X-Ray) quando necessário. O trabalho permitiu verificar semelhanças entre a microestrutura formada e a prevista pelo diagramas de resfriamento contínuo (CCT) para aços produzidos pelo processo de lingotamento contínuo em uma planta industrial. / The main objective of this paper is to develop a comparative study between the solidification parameters (thermal gradients, growth velocities and cooling rates) that were calculated concerning the cooling curves in ingots produced by continuous casting process. Using experimental measures of temperature (that were developed both in the mold and in ingot surface) and mathematic calculation shown by computer software, InaLC+, it was possible to calculate those solidification parameters. The ingots were submitted to metallography as well as microhardness in order to show their macro and microstructure. To do such task, optical microscopy and SEM (Scanning Electron Microscopy) were used with the help of Energy Dispersive X-Ray (EDX) system, when it was necessary. Through this paper, it was possible to compare the similarity between microstructure and continuous casting diagrams (CCT) in steel produced by continuous casting process in an industrial plant.

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