Durante a realização de projetos de sistemas de refrigeração assistidos por sistemas de armazenagem de energia, na forma latente, é necessário que se saiba de antemão as taxas de transferência de energia dos mesmos. Na literatura soluções para este problema são escassos e não abordam todas as geometrias utilizadas para o armazenamento de energia latente, inexistindo correlaçõesmatemáticas que permitam aos projetistas prever o comportamento da fusão e da solidificação do material de mudança de fase (MMF) e as taxas de transferência de energia térmica. Na solução destes problemas são usualmente adotadas hipóteses simplificativas para amenizar o grau de complexidade da descrição matemática do problema Uma destas hipóteses constitui-se em desconsiderar o processo advectivo na transferência de calor no MMF, em sua fase líquida. Outra hipótese adotada, quando o MMF é a água pura, consiste em utilizar um comportamento linear para a massa específica ou um comportamento médio, consistindo em um afastamento da realidade. Este trabalho descreve esforços no sentido de aproximar estas soluções cada vez mais da realidade fisica do problema. São apresentadas simulações para a mudança de fase da água pura levando em conta a inversão da massa específica, em geometria polar, na forma transiente, utilizando o método de Volumes Finitos para solução das equações governantes. As soluções apresentadas, otimizadas quanto às malhas espacial e temporal, envolvem condições de contorno de primeira e terceira espécies Como resultado das soluções são apresentados o Nusselt local, ao longo da parede do cilindro além do Nusselt médio. Correlações matemáticas para o número de Nusselt médio durante a fusão e para o volume de MMF fundido, são propostos e apresentados. A evolução geométrica da fronteira de mudança de fase também é avaliada para as duas condições de contorno e diversos números de Rayleigh. Comparações entre o volume fundido considerando apenas o processo difusivo e o volume fundido utilizando a convecção são realizadas. Para a verificação da independ~encia de malha aplica-se o índice de convergência de malha (GCI) . Algumas comparações qualitativas com soluções experimentais disponíveis na literatura são apresentadas.

Este trabalho visa o uso da função de transferência, a qual relaciona distribuição de temperatura e fluxo de calor, na comparação no domínio freqüência, entre o modelo de difusão usual (parabólico) e um modelo ondulatório (hiperbólico) que inclue o efeito de propagação do calor não instantâneo, sendo avaliados os casos de meio semi-infinito e finito. Para o caso de meio semi-infinito, são determinadas as expressões para as características de amplitude e de fase, considerando tanto a abordagem parabólica quanto hiperbólica. É observada a relação entre estas duas abordagens, mostrando que a abordagem parabólica é uma caso particular da abordagem hiperbólica, podendo ser obtida através de um processo de limite envolvendo o tempo de relaxação r . Para o caso de meio finito, são determinadas as expressões para as caracteríısticas de amplitude de ambas as faces da placa unidimensional, considerando tanto a abordagem parabólica quanto hiperbólica. Estas expressões são transformadas para a forma adimensional quando então são deduzidas as expressões correspondentes das características de amplitude. Mais uma vez, todos os resultados para o caso parabólico podem ser determinados a partir dos resultados do caso hiperbólico, através de um processo de limite envolvendo o tempo de relaxação r São apresentados resultados numéricos referentes às características de amplitude, onde é apontada a existência de uma freqüência limite, acima da qual a diferença entre os dois modelos, do tipo parabólico ou hiperbólico, aumenta rapidamente. Também é apresentada uma forma alternativa de cálculo da distribuição de temperatura transiente que faz uso da função de transferência do sistema.

Neste trabalho, desenvolvemos uma metodologia semi-analítica para solução de problemas de condução de calor bidimensional, não-estacionária em meios multicompostos. Esta metodologia combina os métodos nodal, com parâmetros concentrados, e a técnica da transformada de Laplace. Inicialmente, aplicamos o método nodal. Nele, a equação diferencial parcial que descreve o problema é integrada, transversalmente, em relação a uma das variáveis espaciais. Em seguida, é utilizado o método de parâmetros concentrados, onde a distribuição de temperatura nos contornos superior e inferior é substituída pelo seu valor médio. Os problemas diferenciais unidimensionais resultantes são então resolvidos com o uso da técnica da transformada de Laplace, cuja inversão é avaliada numericamente. O método proposto é usado na solução do problema de condução de calor, em paredes de edificações. A implementação computacional é feita, utilizando-se a linguagem FORTRAN e os resultados numéricos obtidos são comparados com os disponíveis na literatura.

Neste trabalho, o método de Monte Carlo é aplicado à função distribuição de energia de corpo negro nas linhas de absorção (função distribuição ALB) para considerar o efeito espectral no cálculo da transferência de calor por radiação em meios participantes. A metodologia combina o robusto e flexível método de Monte Carlo com a função distribuição ALB, que incorpora simultaneamente o efeito de um grande número de linhas espectrais. A implementação proposta estabelece uma relação simples e direta entre a função distribuição ALB e a função distribuição cumulativa do método de Monte Carlo, o que facilita a implementação da técnica e proporciona eficiência computacional. A verificação da metodologia foi realizada através da comparação de seus resultados com uma série de soluções apresentadas na literatura utilizando-se tanto o modelo da somaponderada- de-gases-cinzas baseado nas linhas espectrais quanto a integração linha-por-linha, considerando meios participantes não-homogêneos e não-isotérmicos constituídos de vapor d’água, dióxido de carbono e espécies não-participantes. O método de Monte Carlo aplicado à função distribuição ALB foi utilizado na obtenção de vários resultados para avaliar as aproximações relativas ao modelo da somaponderada- de-gases-cinzas, de ampla aplicação em problemas de trocas radiantes em meios participantes. Foram consideradas cavidades unidimensionais e cilíndricas contendo meios isotérmicos e não-isotérmicos, homogêneos e não-homogêneos, constituídos de vapor d’água, dióxido de carbono e espécies não-participantes. Para a geometria cilíndrica, as distribuições de temperatura e concentrações das espécies químicas basearam-se em distribuições que podem ser encontradas no interior de câmaras de combustão. A análise mostrou que tanto as aproximações devido às concentrações das espécies químicas quanto aquelas devido ao modelamento do espectro de radiação podem levar a erros consideráveis, demonstrando a importância de se empregar modelos mais sofisticados. Para aumentar a eficiência do método de Monte Carlo, foi também desenvolvido o modelo dos pacotes de energia multi-espectrais, que considera que a energia dos pacotes é distribuída em diferentes comprimentos de onda. Este modelo proporcionou uma redução de quase 50% no tempo computacional para o caso teste proposto. / In this work, the Monte Carlo method is applied to the absorption-line-blackbody distribution function (ALB distribution function) to consider the effect of the spectrum in the calculation of radiation heat transfer in participating media. The methodology combines the flexible, robust Monte Carlo method with the ALB distribution function, which simultaneously incorporates a large number of the spectral lines. The proposed implementation establishes a simple, direct relation between the ALB distribution function and the Monte Carlo cumulative distribution function, which makes it easier to implement the technique and leads to computational efficiency. The verification of the methodology was accomplished with the comparison of the obtained results with a set of solutions that are presented in the literature, as obtained with the weighted-sum-of-gray-gases based on the spectral lines and with the line-by-line integration, considering non-homogeneous and non-isothermal media composed of water vapor, carbon dioxide and non-participating species. The Monte Carlo method applied to the ALB distribution function was employed to obtain various results to evaluate the approximations that arise from the weighted-sum-of-graygases, which is of large application in the radiation heat transfer in participating media. The solutions include both one-dimensional and cylindrical enclosures having isothermal and nonisothermal, homogeneous and non-homogeneous media, composed of water vapor, carbon dioxide and non-participating species. For the cylindrical geometry, the temperature and the concentration distributions were based on distributions that can be found in the interior of combustion chambers. The analysis showed that both the approximations due to the concentrations of the chemical species and due to the modeling of the radiation spectrum can lead to considerable errors, showing the importance of using more sophisticated models. To increase the efficiency of the Monte Carlo method, it was also developed the model of multispectral energy bundles, which considers that the energy of the bundles is distributed in the different wavelengths. This model reduced the computational time in 50 % for the proposed test case.

A utilização de canais compostos está bastante presente nos mais diversos campos da engenharia. Na engenharia mecânica, por exemplo, os problemas estão ligados à utilização destas estruturas no interior de trocadores de calor, reatores nucleares e até mesmo em equipamentos eletrônicos. Equipamentos nos quais o maior desafio é a maximização das taxas de transferência de calor. A acuracidade das relações que determinam a transferência de calor em trocadores de calor ou reatores nucleares, passa por uma análise dinâmica destes equipamentos, visto que suas características geométricas podem ser responsáveis pela formação de estruturas coerentes dentro do escoamento principal, que podem vir a serem importantes fontes de perturbações. A proposta deste trabalho é investigar experimentalmente as características do escoamento turbulento em alguns tipos de canais compostos fechados. Utilizando como técnica experimental a anemometria de fio quente. Nesse sentido, também foi investigado a influência dos parâmetros geométricos da seção, tanto na distribuição dessas quantidades quanto nas características dinâmicas do escoamento. No primeiro tipo o fluido é forçado a escoar entre duas placas paralelas de profundidade "p" e separadas por uma distância "d". Essas placas foram fixadas a uma das paredes laterais de um canal aerodinâmico. Na segunda seção as placas foram substituídas por feixes de seções retangulares, também fixados a mesma parede. Esses feixes também eram separados por uma distância "d". Na terceira o canal aerodinâmico foi dividido em dois. Os feixes da seção precedente foram movimentados para o centro, dando origem a dois subcanais principais conectados por uma fenda de largura "d" e profundidade "p". A quarta seção é uma simplificação das seções compostas por feixe de barras. Consiste em duas semi-circunferencias de raio externo igual a 66 mm. As semi-circunferencias foram postas uma em frente a outra, separadas também por uma distancia "d" As mudanças nos parâmetros geométricos das seções, profundidade, "p", largura da fenda, "d" e comprimento da seção "L", deram origem a 20 vinte diferentes seções. Os resultados mostraram, em todas as seções, o desenvolvimento de uma camada de mistura na direção principal do escoamento. Quanto as características dinâmicas do escoamento, estas parecem ser reguladas pelos perfis médios de velocidade. / Compound channels are present in many engineering areas, for example, in nuclear reactors, in cooling systems of electronic devices and in supply water channels. On the mechanical engineering field, the problems are linked to heat exchangers, nuclear reactor fuel elements and even electronic devices, where, the challenge is the rise in heat exchange rates. However, a good prediction on the heat transfer rates in compound channels, pass through the accuracy of the relations used: the heat exchange coefficient in heat exchangers or in nuclear reactors and correlations for the friction factors in a supplying channel. The dynamic analysis of these equipments, considering fluid structure interaction, is also important, since their geometric characteristics can be responsible for the formation of coherent structures on the flow that can become important sources of disturbances. The purpose of this work is the experimental investigation of the characteristics of the turbulent flow in compound channels and the influence of the geometric parameters of the section in its dynamic characterization. By using hot wire anemometry techniques, mean quantities and Reynolds stresses distribution were investigated in four kinds of compound channels. In the first one the fluid flows between two parallel plates, both attached on the lateral wall of aerodynamic channel. These plates have as important dimensional parameters their depth, "p", and width, "d". In second configuration the plates were replaced by rectangular bars. These ones also attached on the same lateral wall, apart from each other by a distance "d". In the third test section the aerodynamic channel was spitted in two. The bars attached on the lateral wall were moved to the middle channel, giving rise to subcahnnels connected by a narrow gap, with depth "p" and width "d". The last one was a rod bundle simplification. By using two semicircles, placed in front of one each other, it was possible to create a compound channel. Again, the topology gave rise two main subchannels connected by a narrow gap. Many changes were performed in the geometric parameters during the experiments. By modifying depth, "p", width "d" and the length, "L", enable us to get twenty different test sections. The results showed a mixing layer developing in the streamwise direction. As regards mean, normal and Reynolds stresses quantities, the experiments depicted self-preserving values when made dimensionless by local scales. According to results showed here, dynamical features are mainly ruled by mean axial velocity profile characteristics.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T08:17:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273967.pdf: 5765131 bytes, checksum: 9d9039ce6d5dc3d854127bfb9eb69a02 (MD5) / A inovação de produtos pode ser caracterizada, resumidamente, por três fases: a formulação da idéia, o desenvolvimento do produto e a produção em escala. Nessas fases inseremse vários processos de transferência de tecnologia, com a participação de vários atores e sob diversas barreiras. A transferência de tecnologia nesse contexto é entendida como a transferência de um conjunto de conhecimentos, métodos e/ou equipamentos para a resolução de problemas de projetos em dado domínio de aplicação, seja por meio de capacitação ou aquisição. Essa transferência de conhecimentos, métodos e/ou equipamentos encontrase sujeita a várias barreiras, como, por exemplo, dificuldades para absorver novidades, barreiras de comunicação entre os envolvidos, restrições técnicas e legais, entre outras. Em geral, há ausência, nas organizações, de sistemáticas apropriadas para assimilar e utilizar novas tecnologias. No processo de projeto focalizase como causa potencial da dificuldade de transferência de tecnologia a falta de compreensão da maturidade tecnológica da organização, no sentido de entendimento dos valores dos atributos associados às tecnologias, para que sejam adquiridos recursos e/ou a equipe tenha capacidade de absorver conhecimentos para resolução de problemas. Durante a revisão da literatura percebeuse que a identificação da maturidade tecnológica nas organizações não tem sido devidamente tratada. Em geral, existem estudos voltados à identificação e avaliação da organização sob vários aspectos, de forma abrangente, mas não focalizados na maturidade tecnológica no processo de projeto. Pressupõese que, se a organização for madura em conhecimentos, métodos e/ou equipamentos para a resolução de problemas, terseá maior eficiência e eficácia no processo de desenvolvimento do produto. Com base nisso, obtevese o desenvolvimento de uma sistemática de planejamento para a transferência de tecnologias, denominado SPT, contendo identificação, avaliação e planejamento dessas tecnologias. Procurouse, assim, identificar o grau de maturidade das tecnologias nas organizações e fornecer subsídios para identificar e avaliar as lacunas tecnológicas, no sentido de orientar na evolução de suas tecnologias. O trabalho foi desenvolvido sob as seguintes etapas: revisão contínua da literatura, pesquisa exploratória, proposição da sistemática de planejamento para a transferência de tecnologia, desenvolvimento de elementos de apoio e avaliação para confirmação dos conceitos desenvolvidos. Buscouse, com este trabalho, sistematizar elementos de apoio banco de tecnologias, ferramentas, matrizes, regras de decisão e planos de ação que visem à identificação e avaliação de lacunas tecnológicas no processo de projeto das organizações, desenvolvendo índices de identificação e avaliação de tecnologia e de sua transferência, propondo orientações para a evolução do conhecimento tecnológico nas organizações. Diante disso, desenvolveuse um protótipo computacional, baseado no estabelecimento de equações e funções em aplicativo Excel com vistas a permitir seu uso nas diferentes organizações, já que esse aplicativo, atualmente, encontrase de fácil acessibilidade. Verificouse, no acompanhamento dessa sistemática, que as organizações poderão dispor de um conjunto de procedimentos que otimizam o planejamento para a transferência de tecnologia no processo de projeto de seus produtos. Para confirmar isso, a sistemática foi avaliada por 8 (oito) especialistas de entidades de pesquisas consolidadas e de empresas referências em níveis mundiais, nos quais demonstrouse sua grande aceitabilidade. / The innovation of products can be characterized, in summary, by three stages: the formulation of the idea, the product development and scale production. These three stages include several processes of technology transfer, with the participation of many actors and under different barriers. The transfer of technology in this context is understood as the transfer of a set of knowledge, methods and / or equipment to resolve problems of design in a particular field of application, either by training or acquisition. This transfer of knowledge, methods and / or equipment is subject to various barriers, such as difficulties to absorb new ba restrictions, among others. In general, in organizations, there are is no appropriate systematic measures to assimilate and use new technologies. In the process of design, as the potential difficulty in technology transfer, the focus is on the organization lack of comprehension of the technological maturity, to understand values of attributes associated to technology so that resources are acquired and / or team has the capacity to absorb knowledge to solve problems. During the literature review it could be observed that the identification of technological maturity in organizations has not been adequately addressed. In general, there are studies focused on the identification and assessment of the organization in many ways, so comprehensive, but not focused on the mature technology in the design process. It is assumed that, if an organization is mature in knowledge, methods and / or equipment to solve problems, it could be expected a greater efficiency and effectiveness in the process of product development. Based on this, the development of a systematic plan for the transfer of technologies, known as SPT, was obtained, including identification, assessment and planning of these technologies. Thus, sought to identify the degree of maturity of technologies in organizations and provide grants to identify and assess the technological gaps in order to guide the evolution of their technologies. The study was conducted under the following steps: continuous literature review, exploratory research, proposal of a systematic planning for the transfer of technology, development of support and assessment elements to confirm the concepts developed. The aim of this work was to systematize elements of support database technologies, tools, dies, decision rules and action plans focused on the identification and evaluation of technology gaps in the design process of the organizations, by developing indices for identification and assessment of technology and its transfer, proposing guidelines to the development of technological knowledge in organizations. In view of this, a prototype computer was developed, based on the establishment of equations and functions in Excel application in order to allow its use in different organizations, as this application, nowadays, is readily available. By monitoring this systematic, it was possible to observe that the organizations may have a set of procedures which optimize the planning for the transfer of technology in the design process of their products. To confirm this, the systematic was evaluated by 8 (eight) experts from consolidated research entities and reference companies at worldwide level, in which it was demonstrated their great acceptability.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-22T10:22:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232767.pdf: 447872 bytes, checksum: b4e7a3434b843d4fc8f5d56ac1bde3db (MD5) / Este trabalho concentra-se na disponibilização de instrumentos que visam facilitar as atividades conjuntas entre instituições de pesquisa e empresas através da proposta de estruturação de uma Agência de Cooperação Tecnológica. Caracteriza-se, assim, pela realização de programas ou projetos de pesquisa, desenvolvimento tecnológico e de engenharia não rotineira, objetivando a inovação tecnológica em termos de produto, sistema ou processo e seus componentes. Trata-se de promover a articulação entre os agentes dos sistemas de inovação. A pesquisa, além de estudar o setor metalmecânico no município de Lages,SC, realiza comparativo do mesmo setor com o município de Joinville,SC. Da mesma forma, realiza comparativo do setor educacional, notadamente na área tecnológica, entre ambos os municípios.

Neste trabalho, é apresentado um método numérico para obtenção da solução da equação da condução de calor. O método é baseado numa formulação explícita bidimensional em diferenças finitas que permite efetuar simulações em tempo real. A fim de reduzir o tempo de processamento, são empregados dois algoritmos auxiliares. O primeiro executa uma correção nas diferenças finitas que possibilita a resolução do problema em malha grossa. O segundo consiste em uma extrapolação temporal da distribuição de temperaturas que proporciona um aumento adicional na velocidade de processamento. Simulações numéricas são apresentadas. / In this work, a numerical method for solving the heat conduction equations is proposed. The method is based on a two dimensional explicit formulation in fin ite differences which allows to carry out real time simulations. In order to reduce the time processing of the numerical calculation, two auxiliary algorithms are employed. The first perform a correction over the finite differences, in order to solve the problem in a coarse mesh. The second consists in a time extrapolation of the temperature distribution, which provicies an additional increase in the processing speed. N umerical simulations are reported.

Neste trabalho, resolve-se nm problema de transferência radiativa dependente do tempo combinando o método espectral e LTSJV. Para tal, expande-se a intensidade angular de radiação dependente do tempo em uma série truncada de polinômios de Laguerre na variável tempo, substitui-se esta expansão no problema de transferência radiativa, toma-se momentos e obtém-se problemas estacionários, que são resolvidos pelo método LTSN. Apresenta-se resultados numéricos para o tempo adimensional variando de 0,1 à 5, a ordem de aproximação na expansão truncada em polinômios de Laguerre, M, variando de 54 a 100 e calcula-se o termo integral que corresponde a fonte pela regra do trapézio considerando-se 10, 20 e 30 pontos. / In this work, the time dependent radiative transfer problem is solved combining the spectral and LTSN methods. To this end, the angular radiation intcnsity is expanded in the time variable, in a truncated Laguerre polynomial series. Replacing this ansatz in the radiative transfer problem taking moments, steady-state problems are obtained, that are solved by the LTSN method. Numerical results are presented for the dimensionless time ranging from 0.1 to 5, the order of approximation of the truncated series in Laguerre polynomials, M, varying from 54 to 100 and the integral term corresponding to the source is evaluated by the trapezoidal rule considering 10, 20 and 30 points.

A obtenção das características do escoamento transversal sobre bancos distribuições de de tubos é feita velocidade e através do cálculo das temperatura sobre tubos individuais com condições de contorno adaptadas de modo que tubos vizinhos compartilhem condições em suas fronteiras de entrada e sai da. O modelo matemático é composto pelas equações de quantidade de movimento Cem duas direções), da continuidade e da energia em coordenadas curvilíneas ortogonais. O esquema numérico empregado é o de diferenças :finitas, com um algoritmo de resolução do tipo dependente do tempo (TDT). O método numérico apesentado é aplicável a escoamentos estacionários, bidimensionais, incompressíveis, laminares e turbulentos com troca térmica em regime de convecção forçada. Para o presente estágio de desenvolvimento do trabalho, os resultados obtidos são considerados satisfatórios para bancos de tubos com arranjo em linha e triangular para números de Reynolds até 4.105 e 1.108 respectivamente. / Crossflow in banks of tubes is solved by evaluating the velocity and t.emperature distributions around cylinders with coupled boundary conditions, in such way t.hat. subsequent. cylinders shares entrance and exit conditions. The mathematical formulation of this problem contains momentum, continuity and energy equations in orthogonal curvilinear coordinates. The numerical method employed is finite-difference based on the Time Dependent Technique (TDT). The numerical met.hod is applicable to steady, bidimensional, incompressible, laminar and turbulent. flows with forced convection. The results of this simulation showed good agreement comparing with experimental data, for Reynolds numbers up to 4.105 for banks e whith tubes in line, and up to 1.10 for staggered banks.