Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-03-30T19:21:01Z No. of bitstreams: 1 Jéferson Diehl de Oliveira.pdf: 1682128 bytes, checksum: 754d96de0ab9ab919137513dac6fe705 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T19:21:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jéferson Diehl de Oliveira.pdf: 1682128 bytes, checksum: 754d96de0ab9ab919137513dac6fe705 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta um estudo experimental da transferência de calor e queda de pressão na ebulição convectiva do hidrocarboneto isobutano (R-600a) em um mini-tubo horizontal e circular de 2,6 mm de diâmetro interno. Também é analisada a influência do diâmetro sobre a queda de pressão em escoamento adiabático. No caso dos experimentos envolvendo a ebulição convectiva, os testes foram realizados com uma temperatura de saturação de 22 ºC, com uma pressão média de saturação de 323,5 kPa, com velocidade mássica variando entre 188 e 370 kg/(m²s) e fluxo de calor constante na seção de teste entre 28 e 134 kW/m². Os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com resultados de correlações para a queda de pressão por atrito e o coeficiente de transferência de calor propostas por diferentes autores para ebulição em canais de pequeno diâmetro. Também foram observados os padrões de escoamento ao longo dos testes com o auxílio de uma câmera com alta velocidade de captura e relacionados com o fluxo de calor, título de vapor e o coeficiente de transferência de calor. / This work presents an experimental study of heat transfer and pressure drop in flow boiling of hydrocarbon isobutane (R-600a) in a horizontal and circular mini-tube with 2.6 mm of inner diameter. It is also analyzed the influence of diameter on the pressure drop in adiabatic flow. In the case of experiments involving flow boiling, the tests were performed at a saturation temperature of 22°C with a mean saturation pressure of 323.5 kPa, with mass velocity ranging between 188 and 370 kg/(m²s) and constant heat flux in the test section between 28 and 134 kW/m². The results obtained experimentally were compared with results of correlations for pressure drop due to friction and heat transfer coefficients proposed by different authors for boiling in channels of small diameter. It was also observed flow patterns along the tests with the aid of a camera with high speed capture and related with heat flux, vapor quality and heat transfer coefficient.

Submitted by Nara Lays Domingues Viana Oliveira (naradv) on 2015-06-23T18:20:38Z No. of bitstreams: 1 DANIELDEITOS.pdf: 2301580 bytes, checksum: 0e88198dccb50c04a43cba524f61d255 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T18:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELDEITOS.pdf: 2301580 bytes, checksum: 0e88198dccb50c04a43cba524f61d255 (MD5) Previous issue date: 2012-06 / Banco Santander / Banespa / Este trabalho apresenta uma análise do desempenho hidráulico do lado do escoamento do ar de uma nova geometria de tubos para evaporadores de túneis de congelamento. Estes evaporadores são trocadores de calor de tubo-aletados e fluxo cruzado. A nova geometria dos tubos consiste em um perfil tipo gota, que é testada e comparada com tubos circulares, já estudados e com resultados disponíveis na literatura. O objetivo do trabalho é determinar experimentalmente valores para perda de carga para as duas geometrias, comparar os resultados e apontar a geometria que apresenta as melhores características de perda de carga. É apresentada uma ampla revisão feita na literatura disponível sobre estudos realizados com relação ao efeito de diversos parâmetros no desempenho destes trocadores de calor, entre eles a geometria dos tubos, e os resultados indicam que tubos elípticos e achatados apresentam melhor desempenho térmico e menor perda de carga quando comparados com os tradicionais tubos circulares. O procedimento de cálculo para perda de carga para trocadores de calor tubo-aletados, também é apresentado. Para os evaporadores testados, foram mantidos constante o espaçamento entre tubos e o espaçamento entre aletas, variando apenas a geometria do tubo. As aletas usadas foram do tipo plana. Os testes foram realizados em túnel de vento construído em conformidade com a norma ANSI/ASHRAE 51-1999. Um ventilador gera um fluxo de ar que passa pela serpentina aletada e uma placa de bocais. Para diferentes velocidades de ar são obtidas a perda de carga no trocador de calor, as temperaturas médias de entrada e saída para o ar, a velocidade e a vazão de ar. Os resultados da perda de carga em função da velocidade do ar mostram que os tubos tipo gota tem desempenho hidráulico superior aos tubos circulares. Foi obtida uma redução média da perda de carga de 26% e do fator de atrito de 16%, comparando o tubo tipo gota com o tubo circular, para os ensaios realizados com regimes de escoamento que vão do laminar ao de transição. Uma análise da potência de ventilação mostrou novamente uma vantagem dos tubos tipo gota e na análise de uma situação real para um modelo de túnel de congelamento, os tubos tipo gota apresentaram uma redução da potência de ventilação total de 12,87%, quando comparado com os tubos circulares. Os modelos são ferramentas importantes para o projeto de trocadores de calor, assim foram analisadas diferentes correlações para predição do coeficiente de atrito do escoamento do ar através das aletas e comparadas com os dados experimentais. Verificou-se que a correlação de Gray e Webb (1986) foi a que melhor se ajustou, com um erro médio de 15% e a dispersão entre os valores medidos e calculados de 31% para tubos circulares e de 50% para o tipo gota. / This study presents an analysis of hydraulic performance of the air side for a new tube geometry of evaporators used in freezing tunnel. These evaporators are heat exchangers with finned tubes and air in cross flow. The new geometry consists in a wing profile tube that is tested and compared to circular tubes, which are already studied and with available results in literature. The objective of this work is determining experimentally the pressure drop for both geometries, comparing the results and pointing out the geometry that shows the best features for pressure drop. A comprehensive literature review is also presented and it focuses on studies concerning the effects of several parameters in these heat exchangers performance, including tube geometry. Several results have shown that elliptical tubes have better thermal performance and lower pressure drop when compared to the conventional circular tube. A review of the procedures calculation for fin-tube heat exchangers pressure drop is shown. For the evaporators tested, the spacing between tubes and fins, was kept constant by varying only the tube geometry and the fins were flat. The tests were carried out in a wind tunnel, built in accordance with ANSI/ASHRAE 51-1999. A fan generates an air flow that passes through the finned coil and a nozzle plate. For different air velocities and the pressure drop in the heat exchanger, input and output average air temperature, the velocity and flow of the air were registered. The results showed the dependence on the air velocity and that wing profile tubes have better hydraulic performance than circular tubes. An average reduction of 26% for pressure drop and 16% for friction factor for wing tubes were obtained in comparison to circular tubes, in tests in the regimes from laminar to transition flow. An analysis of ventilation power showed the advantage of wing tubes, and the evaluation of a real situation, on a freezing tunnel, the wing tubes show an average reduction of 12,87 % for total ventilation power when compared with circular tubes. The theoretical models are important tools for designing the evaporator, and in this study some correlations were evaluated to prediction of the air flow friction factor and were compared to experimental results. The Gray and Webb correlation (1986) presented the best fit, with 15% of average error and the dispersion between the measured and calculate values was 31% for circular tubes and 50% for wing tubes.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-03T14:07:55Z No. of bitstreams: 1 35.pdf: 3528795 bytes, checksum: 41798f18331f2ad126b036c9527cb986 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-03T14:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 35.pdf: 3528795 bytes, checksum: 41798f18331f2ad126b036c9527cb986 (MD5) Previous issue date: 2012-06-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / As atividades de produção, manutenção e operação do ambiente construído estão relacionadas com, aproximadamente, metade das exigências de extração e produção de materiais naturais, bem como similar parcela dos resíduos gerados pela sociedade. A construção civil está vivenciando a alteração de alguns paradigmas, com a inclusão dos requisitos de desempenho no processo de projeto, sendo um dos elementos importantes, o conforto acústico. As soluções convencionais têm custos elevados. O objetivo do trabalho é investigar o potencial de absorção acústica de compósitos de argamassa com substituição parcial da areia por alguns resíduos: da agroindústria (casca de arroz), da indústria de calçados (contraforte de calçados) e da construção (compensado resinado). Foram investigados vários teores de resíduos (0%, 5%, 10%, 25% e 50%). A medição da absorção acústica foi efetuada através de tubo de impedância, com amostras de Ø100mm. Os resultados demonstraram que os compósitos com adição de resíduos apresentaram coeficientes de absorção acústica superiores aos corpos de prova de referência, aumentando a capacidade isolante desses compósitos. A casca de arroz se destacou entre os resíduos, seguida do compensado resinado e do contraforte. Visto que não há custos significativos para incorporação destes resíduos, pode-se concluir que os objetivos foram atingidos e que este estudo contribui para a melhoria do conforto acústico e para a redução do impacto dos resíduos no meio ambiente. / Production the activities of, maintenance and operation of the built environment are related to approximately half of the requirements for extraction and production of materials as well as similar proportion of raw waste generated by society. The construction industry is changes experiencing some paradigms, with the inclusion of performance requirements in the design process. One of them is the acoustical comfort. The objective of this study is to investigate the potential of acoustic insulation composites of mortar with replacement of sand for a few residues: agro-industry (rice husk), shoe industry (shoes’ foothills) and construction (forms of plywood). It was investigated some residues taxes (0%, 5%, 10%, 25%, 50%). The measurement of the acoustic absorption was carried out through the method using an impedance tube with sample size of Ø100mm. The results show that the compounds with the addition of wastes have higher sound absorption coefficients than the test was the best references, increasing the absorption capacity of these compounds. The rice husk was the best among the residuals, followed by the plywood waste and by of shoes’ foothills. Since there is no cost for incorporation of these residues, it can be concluded that the objectives have been achieved and that this study has contributed to improving the acoustic comfort and for the reduction of the impact of residues on the environment.

Submitted by Maicon Juliano Schmidt (maicons) on 2015-07-15T13:18:20Z No. of bitstreams: 1 Fábio Ricardo de Oliveira de Souza.pdf: 10103280 bytes, checksum: 4e2fd0c8307348f7e9098749cafe8b73 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-15T13:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fábio Ricardo de Oliveira de Souza.pdf: 10103280 bytes, checksum: 4e2fd0c8307348f7e9098749cafe8b73 (MD5) Previous issue date: 2013-01-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / Este trabalho apresenta um estudo numérico sobre características de escoamento e transferência de calor em tubo evacuado. A abordagem numérica foi realizada com o software comercial ANSYS-CFX. O modelo numérico adotado é tridimensional e é composto pelas equações da conservação da massa, quantidade de movimento e energia. A malha computacional é do tipo hexaédrica, com refinamento nas regiões de maiores gradientes térmicos e fluidodinâmicos. O modelo implementado foi validado com resultados numéricos da literatura e um estudo de caso foi realizado, considerando variações do ângulo de inclinação do tubo, da variação da taxa de transferência de calor para o tubo e da variação da temperatura da água proveniente do reservatório térmico. Também foram avaliadas duas hipóteses: uma considerando propriedades físicas da água constantes e a outra com propriedades variáveis com a temperatura. Comparações são apresentadas para campos de velocidade e temperatura, vazão mássica e números de Nusselt e de Reynolds. O comparativo entre os resultados obtidos com a hipótese de propriedades constantes, com aqueles obtidos com propriedades variáveis mostra diferenças significativas entre eles, apontando a importância do uso de propriedades variáveis neste tipo de simulação numérica. Os resultados dos estudos paramétricos indicam que o incremento da vazão mássica e da temperatura média de saída do fluido é diretamente proporcional ao incremento do ângulo de inclinação, da taxa de transferência de calor e da temperatura do reservatório térmico. / This work presents a numerical study on characteristics of flow and heat transfer in an evacuated tube. The numerical approach was performed with the commercial software ANSYS-CFX. The numerical model adopted is three-dimensional and consists of the mass, momentum and energy equations. The computational mesh is hexaedrical, with refinement in regions of higher thermal and fluid gradients. The implemented model was validated with numerical results of literature and a case study was conducted considering inclination angle, rate of heat transfer and water temperature from the thermal reservoir. Also were evaluated two hypotheses: one considering constant physical properties of water and the other with properties varying with temperature. Comparisons are presented for velocity and temperature fields, mass flow and Nusselt and Reynolds numbers. The comparison between the results obtained with the hypothesis of constant properties, with those obtained with variable properties, shows significant differences between them, pointing out the importance of using variable properties in this type of numerical simulation. The results of the parametric studies indicate that the increment of the mass flow and average temperature of the fluid is directly proportional to the inclination angle, the rate of heat transfer and the temperature of the thermal reservoir.

As micotoxinas são compostos produzidos por fungos, sendo potencialmente perigosos à saúde humana e animal. A Ocratoxina A (OTA) é uma das micotoxinas mais amplamente estudadas, sendo encontrada em várias matrizes alimentícias. A concentração dessa micotoxina nos alimentos é geralmente muito baixa (da ordem de ng g-1), sendo, portanto, necessário o emprego de técnicas de preparo de amostras que realizem a purificação e pré-concentração no analito. Os métodos de separação e detecção empregados na análise de OTA também devem oferecer sensibilidade adequada para a quantificação do analito. Logo, os objetivos do trabalho foram desenvolver uma metodologia utilizando a técnica in-tube SPME no modo de extração única (flow through extraction) com partículas de C18 como fase extratora e separação e detecção por HPLC-MS/MS. Além disso, otimizar e validar a metodologia proposta e detectar e quantificar a OTA em amostras de vinho. Para isso, a técnica in-tube SPME foi configurada e um tubo de PEEK foi empacotado com partículas de C18, o qual foi utilizado na extração. A otimização do método foi realizada utilizando-se um planejamento experimental composto central 22 + 3 pontos centrais, tendo como fatores a porcentagem de ACN e o tempo durante o carregamento da amostra. A validação da metodologia empregada foi realizada conforme o guia de validação da ANVISA e, posteriormente, amostras de vinho tinto seco e vinho branco seco foram analisadas. O método proposto foi desenvolvido, tendo sua funcionalidade atestada e suas condições de análise melhoradas, sendo utilizado 22 % de ACN e 6 minutos no carregamento da amostra. O método foi validado, mostrando sensibilidade adequada, com limites de detecção e quantificação iguais à 0,02 e 0,05 µg L-1, respectivamente. A linearidade e precisão da metodologia foram avaliadas, apresentando coeficiente de correlação igual a 0,996 e DPR menor que 6%, respectivamente. O método mostrou-se exato nos níveis de concentração médio e alto e a recuperação máxima obtida para o nível alto foi próximo 73%. Amostras brasileiras e estrangeiras de vinho tinto seco e vinho tinto seco branco foram analisadas e a OTA não foi detectada em nenhuma delas. Entretanto, a OTA pode essa estar presente nas amostras analisadas em concentrações mais baixas que as determinadas pelos limites de detecção e quantificação, não sendo potencialmente perigosos à saúde. / Mycotoxins are compounds produced by fungus, being a potential danger to human and animal health. Ochratoxin A (OTA) is a mycotoxin widely studied, being found in a varied of food matrices. OTA concentration in food is generally low (the order of ng g-1), being, therefore, necessary the use of sample preparation techniques to perform the analyte purification and preconcentration in the sample. The separation and detection methods used in OTA analysis also should offer proper sensibility in order to quantify the analyte adequately. In short, the goals of the present work were to develop a methodology using in-tube SPME in flow through extraction mode with C18 particles as extraction phase and separation and detection by HPLC-MS/MS. Further, optimize and validate the proposed methodology and detect and quantify OTA in wine samples. For this, in-tube SPME was configured and a PEEK tube was packed with C18 particles, which was used in the extraction step. The method optimization was achieved using a central composite 22 + 3 central points experimental design, having as factors the percentage of ACN and time during sample loading step. Validation method was done following ANVISA validation guide after which red dry wine and white dry wine samples were analyzed. The proposed method was developed, having its functionalities attested and its analysis conditions enhanced, using 22% of ACN and 6 minutes in sample loading. The method was validated, demonstrating proper sensitivity, with detection and quantification limits equal to 0.02 and 0.05 µg L-1, respectively. Linearity and precision were evaluated, exhibiting correlation coefficient equal to 0,996 e RSD under 6%, respectively. The method was accurate in medium and high concentration levels and maximum recovery was 73% in high concentration level. Brazilian and foreign red dry wine and white dry wine samples were analyzed and OTA was not detected in any of them. However, OTA may be present in samples analyzed in lower concentrations than that ones determined by detection and quantification limits, not being a potential danger to human health.

Nesta tese de doutorado é utilizada a técnica híbrida analítico-numérica, conhecida internacionalmente por GITT (Generalized Integral Transform Technique), para modelagem e simulação da equação de conservação das espécies químicas, na investigação do escoamento laminar incompressível, newtoniano e permanente em tubos permeáveis. O escoamento é aplicado ao processo de filtração tangencial com membranas e foram realizados dois estudos relacionados à equação convectiva-difusiva elíptica e parabólica, para as quais são utilizadas as mesmas condições de fronteira. Na modelagem a velocidade na parede permeável é considerada uniforme e os perfis de velocidade para a região de entrada do escoamento são obtidos na literatura. O modelo matemático utiliza originalmente uma expressão para a espessura da camada limite de concentração, com uma metodologia que determina a taxa assintótica, com a qual se estabelece a espessura da camada de concentração. Os resultados são apresentados com análise de convergência através de tabelas e com gráficos para o fluxo transmembrana local e médio, a correlação de Sherwood e a espessura da camada limite de concentração e ainda são comparados com outros resultados e metodologias reportadas na literatura. / In this doctoral thesis, the analytical-numerical hybrid technique, internationally known as GITT (Generalized Integral Transform Technique), is used for the modeling and simulation of the equation of chemical species conservation, in the investigation of the incompressible, Newtonian and permanent laminar flow in permeable tubes. The flow is applied to the cross-flow process with membranes and two studies related to the elliptic and parabolic convective-diffusive equation were accomplished, for which the same boundary conditions are used. In the modeling, the velocity on the permeable wall is considered uniform and the velocity profiles for the entrance region flow are obtained from the literature. The mathematical model originally uses an expression for the concentration boundary layer thickness, with a methodology that determines the asymptotic ratio, establishing the concentration boundary layer thickness. The results are presented with convergence analysis through tables and with graphs for the mean local transmembrane flux, Sherwood correlation and the concentration boundary layer thickness, and they are also compared with other results and methodologies reported in the literature.

As micotoxinas são compostos produzidos por fungos, sendo potencialmente perigosos à saúde humana e animal. A Ocratoxina A (OTA) é uma das micotoxinas mais amplamente estudadas, sendo encontrada em várias matrizes alimentícias. A concentração dessa micotoxina nos alimentos é geralmente muito baixa (da ordem de ng g-1), sendo, portanto, necessário o emprego de técnicas de preparo de amostras que realizem a purificação e pré-concentração no analito. Os métodos de separação e detecção empregados na análise de OTA também devem oferecer sensibilidade adequada para a quantificação do analito. Logo, os objetivos do trabalho foram desenvolver uma metodologia utilizando a técnica in-tube SPME no modo de extração única (flow through extraction) com partículas de C18 como fase extratora e separação e detecção por HPLC-MS/MS. Além disso, otimizar e validar a metodologia proposta e detectar e quantificar a OTA em amostras de vinho. Para isso, a técnica in-tube SPME foi configurada e um tubo de PEEK foi empacotado com partículas de C18, o qual foi utilizado na extração. A otimização do método foi realizada utilizando-se um planejamento experimental composto central 22 + 3 pontos centrais, tendo como fatores a porcentagem de ACN e o tempo durante o carregamento da amostra. A validação da metodologia empregada foi realizada conforme o guia de validação da ANVISA e, posteriormente, amostras de vinho tinto seco e vinho branco seco foram analisadas. O método proposto foi desenvolvido, tendo sua funcionalidade atestada e suas condições de análise melhoradas, sendo utilizado 22 % de ACN e 6 minutos no carregamento da amostra. O método foi validado, mostrando sensibilidade adequada, com limites de detecção e quantificação iguais à 0,02 e 0,05 µg L-1, respectivamente. A linearidade e precisão da metodologia foram avaliadas, apresentando coeficiente de correlação igual a 0,996 e DPR menor que 6%, respectivamente. O método mostrou-se exato nos níveis de concentração médio e alto e a recuperação máxima obtida para o nível alto foi próximo 73%. Amostras brasileiras e estrangeiras de vinho tinto seco e vinho tinto seco branco foram analisadas e a OTA não foi detectada em nenhuma delas. Entretanto, a OTA pode essa estar presente nas amostras analisadas em concentrações mais baixas que as determinadas pelos limites de detecção e quantificação, não sendo potencialmente perigosos à saúde. / Mycotoxins are compounds produced by fungus, being a potential danger to human and animal health. Ochratoxin A (OTA) is a mycotoxin widely studied, being found in a varied of food matrices. OTA concentration in food is generally low (the order of ng g-1), being, therefore, necessary the use of sample preparation techniques to perform the analyte purification and preconcentration in the sample. The separation and detection methods used in OTA analysis also should offer proper sensibility in order to quantify the analyte adequately. In short, the goals of the present work were to develop a methodology using in-tube SPME in flow through extraction mode with C18 particles as extraction phase and separation and detection by HPLC-MS/MS. Further, optimize and validate the proposed methodology and detect and quantify OTA in wine samples. For this, in-tube SPME was configured and a PEEK tube was packed with C18 particles, which was used in the extraction step. The method optimization was achieved using a central composite 22 + 3 central points experimental design, having as factors the percentage of ACN and time during sample loading step. Validation method was done following ANVISA validation guide after which red dry wine and white dry wine samples were analyzed. The proposed method was developed, having its functionalities attested and its analysis conditions enhanced, using 22% of ACN and 6 minutes in sample loading. The method was validated, demonstrating proper sensitivity, with detection and quantification limits equal to 0.02 and 0.05 µg L-1, respectively. Linearity and precision were evaluated, exhibiting correlation coefficient equal to 0,996 e RSD under 6%, respectively. The method was accurate in medium and high concentration levels and maximum recovery was 73% in high concentration level. Brazilian and foreign red dry wine and white dry wine samples were analyzed and OTA was not detected in any of them. However, OTA may be present in samples analyzed in lower concentrations than that ones determined by detection and quantification limits, not being a potential danger to human health.

Orientador: André Luiz Seixlack / Resumo: Evaporadores são trocadores de calor usados em sistemas de refrigeração com a função de transferir calor do ambiente a ser refrigerado. As baixas temperaturas de operação desses trocadores de calor favorecem a formação de geada sobre suas superfícies. O acúmulo de geada, dependendo de sua espessura, pode reduzir a capacidade de refrigeração do evaporador e, consequentemente, reduzir também o desempenho do sistema de refrigeração. Neste trabalho apresenta-se um modelo distribuído para analisar a influência da formação e do adensamento de geada sobre o desempenho de evaporadores do tipo tubo-aletado, comumente usados em refrigeradores frost-free. O escoamento do fluido refrigerante no interior dos tubos é considerado unidimensional e dividido em duas regiões: uma de escoamento bifásico e outra de vapor superaquecido. A queda de pressão do escoamento no interior dos tubos é considerada. As equações fundamentais de conservação da massa, da quantidade de movimento e de conservação de energia são usadas para modelar o escoamento do fluido refrigerante. Na região bifásica o escoamento é analisado segundo o modelo homogêneo. A equação da conservação da energia na parede do tubo também é resolvida, para o cálculo da distribuição de temperatura ao longo dessa parede. Do lado do ar, os princípios de conservação da massa, quantidade de movimento e de conservação da energia são empregados para simular a formação e crescimento da geada sobre a superfície do evaporador. O sistema de equaçõe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Evaporators are heat exchangers of the refrigeration systems used to transfer heat from the refrigerated environment. Their low operating temperatures favour the frost formation on their surfaces. Frost accumulation, depending on its thickness, can reduce the evaporator cooling capacity and, consequently, also reduce the refrigeration system performance. This work presents a distributed model to analyze the influence of formation and frost densification on the performance of tube-finned evaporators, commonly used in “no-frost” household refrigerators. The refrigerant flow inside the tubes is taken as one-dimensional and divided in a two-phase flow region and a superheated vapor flow region. The pressure drop inside the tubes is considered. The fundamental equations of mass conservation, momentum, and energy conservation are used in order to model the refrigerant flow. The homogeneous flow model is employed for the two-phase flow region. The energy conservation equation for the evaporator tube wall is also solved to obtain of wall temperature distribution. On the air side, the principles of mass conservation, momentum and conservation of energy are employed to simulate the formation and frost growth on the evaporator surface. The system of equations is integrated numerically and solved iteratively by successive substitutions. Comparisons between numerical results obtained in this work and experiments available in open literature show good agreement. Considering the entire rang... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

La tesis presenta los resultados de un extenso estudio experimental de probetas cilíndricas de hormigón sometidas a confinamiento lateral cargadas axialmente. En el estudio se consideró el confinamiento activo y pasivo. El confinamiento activo consistió en aplicar una presión hidrostática en una célula triaxial y el confinamiento pasivo fue mediante tubos de acero rellenos de hormigón y probetas de hormigón zunchadas con polímeros reforzados con fibras (FRP) de carbono y vidrio. Se ensayaron hormigones de baja y alta resistencia, con resistencias características de 25 y 60 MPa, sometidos a diferentes niveles de confinamiento. En el caso del confinamiento activo la presión hidrostática aplicada para el hormigón de baja resistencia varió entre 0 y 35 MPa, y para el hormigón de alta resistencia entre 0 y 50 MPa. Para el confinamiento pasivo con tubo de acero el hormigón fue moldeado en tubos de acero de diferentes espesores - 1.8 mm, 4.5 mm y 7.6 mm. En este caso la carga de compresión fue aplicada sobre la superficie de hormigón y sobre la sección mixta. Para las probetas zunchadas con FRP, se usaron entre 1 y 6 capas de FRP para el hormigón de baja resistencia y entre 1 y 12 capas para el de alta resistencia. Los principales resultados del estudio están basados en la caracterización del comportamiento tensión-deformación de los hormigones bajo los diferentes tipos y niveles de confinamiento. En general, se observó que el confinamiento incrementa la capacidad de carga y la deformación axial máxima del hormigón, con incrementos relativamente mayores en el hormigón de baja resistencia que en el de alta resistencia. Se han definido parámetros para determinar la ductilidad de la respuesta post pico que permite la comparación de los diferentes tipos de confinamiento.En el hormigón confinado con tubo de acero, la máxima tensión de compresión en el hormigón de baja resistencia fue 4.2 veces la tensión de compresión del hormigón sin confinar mientras que para el de alta resistencia solo fue de 2.5 veces. Asimismo, en el hormigón confinado con FRP, el uso de 6 capas de fibras de carbono incrementa 2.6 veces la tensión máxima en el hormigón de baja resistencia mientras que para 12 capas del mismo material en el de alta resistencia solo se incrementó ligeramente (es decir, 3.1). Como se esperaba, las fibras de vidrio fueron menos efectivas que las fibras de carbono en ambos hormigones.En general, se alcanzaron niveles de tensión similares con los diferentes tipos de confinamiento. Sin embargo, la ductilidad difiere considerablemente con el confinamiento con tubo de acero alcanzando valores de deformabilidad mucho mayores que en el caso del confinado con FRP. / The thesis presents results of an extensive experimental study of cylindrical specimens of concrete subjected to compressive loading under lateral confinement. Both active and passive confinements were considered in the study. Active confinement consisted of hydrostatic pressure applied in a triaxial cell and passive confinement was applied through steel jackets and fiber reinforced polymer (FRP) wrapping with carbon and glass fibers. Nomal and high strength concretes of 25 and 60 MPa characteristic were tested under different levels of confinement. In the case of the active confinement, the hydrostatic pressure applied to the normal strength concrete varied from 0 to 35 MPa and for high strength concrete it varied from 0 to 50 MPa. For the passive confinement applied through steel jackets, the concrete was cast in steel tubes of different thicknesses - 1.8, 4.5 and 7.6 mm. The compressive loading in this case was applied on either the concrete surface or the entire composite surface. For the FRP wrapped specimens, 1 to 6 layers of FRP were used for the normal strength concrete and 1 to 12 layers for the high strength concrete.The main results of the study are based on the characterization of the axial stress-strain behavior of the concretes under the different types and levels of confinement. In general, it is observed that confinement increases the load-carrying capacity and the maximum axial strain of the concrete, with relatively higher increases in the normal strength concrete than in the high strength concrete. Parameters have been defined for determining the ductility of the response in the post-cracking regime that permits the comparison of the different types of confinement.In the concrete confined in steel tubes, the maximum compressive stress in the normal strength concrete was 4.2 times the uniaxial compressive strength in the normal concrete while the maximum stress was only 2.5 times in the high strength concrete for the same tube thickness. Similarly, in the concrete wrapped with FRP, the use of 6 layers of carbon fibers increased the maximum compressive stress 2.6 times in the normal concrete while 12 layers of the same material yielded only a slightly higher level of strengthening (i.e., 3.1) in the high strength concrete. The glass fibers were less effective in both concretes than the carbon fibers, as expected.In general, similar levels of strength were achieved with the different types of confinement. However, the ductility of the response differs considerably with the steel tube confinement yielding much higher deformability than the FRP wraps.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6001.pdf: 677896 bytes, checksum: cb1a1f520dc9be2e2a83bfde83f3579a (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / (Consultar na dissertação)...