Estágio realizado no Centro de Nanotecnologia e Materias Técnicos, Funcionais e Inteligentes e orientado pelo Doutor Tiago Sotto Mayor / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. 2006. université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis , Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Gabriela Lima (gabrieladaduch@gmail.com) on 2017-11-30T12:57:36Z No. of bitstreams: 1 2017_ClaudioOrlandoAdasmeCorvalán.pdf: 10557546 bytes, checksum: 3f29a947e2c52e16174540dc13d600c1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-25T13:21:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ClaudioOrlandoAdasmeCorvalán.pdf: 10557546 bytes, checksum: 3f29a947e2c52e16174540dc13d600c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-25T13:21:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ClaudioOrlandoAdasmeCorvalán.pdf: 10557546 bytes, checksum: 3f29a947e2c52e16174540dc13d600c1 (MD5) Previous issue date: 2018-01-25 / O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um modelo numérico de um sistema de armazenamento de energia térmica (TES), consistiu num meio do tipo poroso que armazena energia em forma de calor sensível. O modelo proposto considera um sistema de duas equações diferenciais, que definem o balanço de energia das duas fases envolvidas, o fluido de transferência e o sólido poroso. Estas duas equações estão inter-relacionadas pela transferência de calor por convecção. Para definir alguns parâmetros do modelo matemático, foram realizadas simulações 3D numéricas por médio de um software da dinâmica dos fluidos computacional (CFD). As simulações estacionárias consideraram variados comprimentos do meio poroso, como resultado, uma correlação empírica entre os números de Nusselt, Reynolds e Prandtl foi proposta. Os resultados do modelo e das simulações mostraram uma boa concordância, tanto na temperatura de saída do fluido, como na energia térmica armazenada no sólido. Em seguida, usando o modelo proposto, foram estudados os ciclos de carga e descarga do sistema para avaliar a sua evolução termodinâmica. Depois de alguns ciclos, o sistema de armazenamento chegou a um estabilidade térmica, mantendo estável os perfis de temperatura das fases no fim de cada processo de carga e descarga térmica. As curvas de eficiências em função dos parâmetros do comprimento e fluxo foram também elaboradas. Os resultados das analises anteriores estiveram dentro do esperado para este tipo de sistema, mostrando assim que o modelo proposto pode ser uma ferramenta útil e rápida para a analise operacional de este tipo de sistemas. / This work presents the results of a numerical modelling of a thermal energy storage system (TES). The storage media was defined as a solid honeycomb porous media for the storage of sensible heat. An air-solid two equation lumped model to the porous medium was formulated and solved numerically. In order to obtain the convective heat transfer coefficient, several 3D simulations in CFD software were performed considering different lengths for the storage medium. As result, an empirical Nusselt Reynolds correlation was proposed, this correlation, in conjunction with the proposed model, was validated with simulations performed in transient and steady state, showing a good agreement. Hence, using the model proposed, charge and discharge cycles were performed to evaluate the total energy storage and the outlet fluid temperature. Cycle stability was reached after several continuous cycles and efficiency curves as a function of length and mass flux were elaborated. These continuous operation results were in line with other works reported, proving that the proposed model can be a useful tool that it’s capable to perform complete operational cycles with a relative faster simulation time.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-10T13:05:04Z No. of bitstreams: 2 Tese__EngMec2012_Lira Júnior, José Claudino.pdf: 8591000 bytes, checksum: f9939b3d89bca78a83d391b60adecbc1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T13:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese__EngMec2012_Lira Júnior, José Claudino.pdf: 8591000 bytes, checksum: f9939b3d89bca78a83d391b60adecbc1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2011-07-20 / Vórtice Engenharia / No processo de laminação de aço, os cilindros que conformam o material sofrem desgastes constantes, devido ao aquecimento continuo provocado pelas barras em processamento. Esse desgaste interfere na vida útil do cilindro. Para manter o cilindro em operação são feitos câmbios para reposicionar o ponto de passagem da barra, porém, esta operação leva à parada total do laminador causando perdas financeiras para a produção. Este trabalho tem como objetivo apresentar um modelo computacional para simular o comportamento térmico dos cilindros de laminação. O modelo foi elaborado utilizando o método dos volumes finitos para um sistema bidimensional, transiente e móvel. O modelo calcula a distribuição de temperatura superficial do cilindro em diversas condições de serviço. Os resultados apresentados auxiliaram na validação do modelo e realização de estudos paramétricos a fim de investigar a influência das variáveis na temperatura circunferencial do cilindro.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-03T13:55:23Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO LUIS FELIPE SERRA CADIZ.pdf: 3963641 bytes, checksum: 5c7ca07e3ef25efa7eff327a137dc5be (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T13:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO LUIS FELIPE SERRA CADIZ.pdf: 3963641 bytes, checksum: 5c7ca07e3ef25efa7eff327a137dc5be (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / O presente trabalho se propõe a apresentar um método de análise do comportamento termoidráulico de um reator tipo piscina após seu desligamento, através da resolução numérica das equações de transferência de calor aplicadas ao núcleo e seus componentes. As grandezas termoidráulicas estudadas são: as temperaturas do núcleo, revestimentos e refrigerante e a vazão mássica. A resolução numérica foi feita através de código computacional MT-RP.V1 (Modelo Termoidráulico - Reator tipo Piscina), escrito em Matlab, gerado especificamente para esse fim e que utiliza gráficos e tabelas como saídas. Os códigos computacionais usados em projetos de construção de reatores nucleares, especificamente no que se refere à análise termoidráulica de seu núcleo, têm como principal objetivo reproduzir condições reais de operação de modo que predigam, quantitativamente, as condições limites de operação a fim de que o limite de segurança não seja ultrapassado. A validação do código foi feita comparando-se os resultados gerados pelo código computacional MT-RP.V1 com os resultados encontrados no código MTHCNR (Modelo Termoidráulico de Convecção Natural em Reatores), desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), para o projeto do Reator Produtor de Radioisótopos (RPR), a fim de simular um modelo termoidráulico do núcleo e do poço desse reator. Os resultados encontrados demonstraram que os parâmetros termoidráulicos permanecem dentro dos limites de segurança após seu desligamento.

Neste trabalho foi feito um estudo experimental análogo à transferência de calor por convecção natural, num canal vertical constituído por duas placas planas paralelas, sendo uma isotérmica e outra adiabática. Os resultados aqui apresentados foram obtidos utilizando-se a analogia existente entre o processo de transferência de calor e o processo de transferência de massa. Para tanto, utilizou-se a Técnica de Sublimação de Naftaleno. É este aliás, o principal objetivo deste trabalho: estabelecer as condições necessárias à utilização da Técnica de Sublimação de Naftaleno em experimentos de convecção natural. São apresentados resultados na forma de números de Sherwood médio versus (b/L) GrmSc, que, de acordo com a analogia existente entre os dois fenômenos, são análogo ao número de Nussel médio versus (b/L) GrPr, respectivamente. A região de estudo foi compreendida entre a entrada do canal e aquela próxima a do escoamento completamente desenvolvido, isto é, 6= (b/L) GrPr = 1000. É observada uma boa concordância entre os resultados experimentais obtidos e outros existentes na literatura, verificando-se, porém, certa dispersão nos resultados relativamente aos previstos pela teoria. Pelos resultados obtidos, considerou-se válida a aplicação da Técnica de Sublimação de Naftaleno na simulação de problemas de Transferência de Calor por convecção natural, visando, principalmente, à determinação de resultados referentes às geometrias complexas, não possíveis, em geral, de um tratamento analítico ou mesmo numérico.

O objetivo deste trabalho é apresentar a análise de uma coluna de destilação de pratos perfurados com vertedor segmentado em condições de regime permanente para um ciclo de refrigeração por absorção com capacidade de 5 toneladas de refrigeração que trabalha com amônia/água. Para garantir que o ciclo de refrigeração trabalhe em condições de projeto, a coluna de destilação deve proporcionar vapor com elevado grau de pureza de amônia. Os balanços de massa e de energia da coluna foram realizados com o método de Ponchon-Savarit o qual considera escoamentos do líquido e do vapor na saída de cada prato em equilíbrio termodinâmico. Para estas condições foi calculado como 4 o número de pratos ideais e a alimentação à coluna seria acima do segundo prato. A análise de sensibilidade do fator de refluxo indica que é um parâmetro importante na análise econômica do projeto, já que dele depende o alto custo inicial de construção da coluna, ou as maiores despesas de gasto em combustível no funcionamento do ciclo. As considerações hidráulicas, as quedas pressão e as razões de fluxos mássicos deram como resultado a geometria interna da coluna, a qual resultou satisfatória para os parâmetros de projeto recomendados, embora tenham sido usadas correlações da área de petróleo, petroquímica e de destilação de bebidas alcoólicas. A distância entre pratos é uma medida da compactabilidade da coluna e ficou muito dependente, assim como outras medidas do prato, da altura do vertedor a qual foi encontrada como ótima para valores entre 4 mm e 8 mm. A geometria do prato resulta ser sensível à carga de vapor e, em menor grau, à carga do líquido, mostrando-se insensível ao diâmetro do furo. A eficiência da coluna leva em conta fenômenos de transporte no prato que o afasta da condição de idealidade. Calculou-se uma eficiência da coluna de 50 %. Este valor baixo se deve principalmente ao baixo valor da inclinação da curva de equilíbrio amônia/água no início da seção de esgotamento e à baixa razão da vazão molar do vapor dividido pela vazão molar do líquido, nessa seção. / The objective of this work is to present the analysis of a segmented weir sieve tray distillation column in steady-state conditions for a 5 Tons of Refrigeration ammonia/water absorption refrigeration cycle. For a proper and correct cycle operation, the distillation column should provide ammonia at high degree of purity. Column, mass and energy balances were made using the Ponchon-Savarit method, which considers that the liquid and the vapor leaves the tray at thermodynamic equilibrium. For these conditions it was calculated as being 4 the ideal number of trays and the feeding to the column would be above the second tray. A sensibility analysis of the reflux factor indicates that it is an important project from an economical study, as from that parameter depends the initial cost of the column manufacture, or the expenses whit fuel for the cycle operation. Hydraulic considerations, pressure loss and of mass flow ratios provides the internal geometry of the column, which resulted satisfactory for the project parameters recommended, although, correlations used are more applied in petroleum, petrochemical and alcoholic industries. Tray spacing, which is a measure of the compactness of the column, and other geometric tray values, depend on the weir height. It was found optimal values between 4 mm and 8 mm. The tray geometry is also sensitive, to the vapor load and to the liquid load, at smaller degree, and it is insensible with the hole diameter. The column efficiency depends on the transport phenomena on the tray. This value fixes the tray number at the actual condition. It was calculated an efficiency of the column of 50 %. This low value depends mainly on the low value of the slope of the ammonia/water equilibrium curve below the stripping section and the low value of the molar flow vapor-liquid ratio at this section.

Orientador: Sávio Leandro Bertoli. / Coorientador: Jaci Carlo Schramm Câmara Bastos. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Orientador: Marcela Kotsuka da Silva Câmara Bastos. / Coorientador: Henry França Meier. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.