Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:19:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 108917.pdf: 3694726 bytes, checksum: 6c8c82c5c854b9e7b963e9ec35b3a431 (MD5) Previous issue date: 1996 / Este trabalho apresenta um estudo teórico-experimental do comportamento em regime transiente do coeficiente de troca de calor radial ao longo de um tubo de calor de cobre-água estriado axialmente. Este parâmetro é estimado pelo método de regularização seqüencial de primeira ordem, utilizando uma solução analítica por transformada integral, e uma numérica pelo método nodal para o problema da difusão de calor na parede e estrutura capilar. Foram obtidas curvas de variação do coeficiente de troca de calor radial em função do tempo para as fases de partida do tubo (startup), operação transiente, regime permanente e durante a secagem da estrutura capilar, causada por ebulição ou insufiência capilar. A análise do comportamento destas curvas em cada uma destas fases permitiu a identificação dos fenômenos de ebulição nucleada, tanto na fase de partida quanto em regime permanente e da ebulição de filme instável durante a secagem da estrutura capilar. Demonstrou-se que estes fenômenos dependem fortemente das condições iniciais de operação do tubo e podem ocorrer para níveis de potência bem abaixo dos limites operacionais. Os resultados em regime permanente foram comparados com dados extraídos da literatura, confirmando a validade dos resultados obtidos nesta tese.

Orientador: Herbert G. Wirth / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-17T05:32:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petenate_MariaAngeladeAlmeidaMeireles_M.pdf: 3667984 bytes, checksum: 4016664a59279ec21f544adedf2d28ac (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: Verificamos os modelos propostos na literatura para a equação de custo fixo de tubos de condução, e adaptamos um delesâs condições brasileiras. Determinamos a equação para tubos de aço carbono (EB.182 leve, EB.182 médio, ASTM A.120 Sch. 40), e tubos de aço inoxidável (Sch. 10 : 316L, 304L; Sch.40 : 316L, 304L; Sch. 80 : 316L, 304L; ISO-R-65 : 316, 304). A influência do tempo (ou economia inflacionária) sobre o modelo foi analisada, utilizando analise de regressão. Estabelecemos, para os tubos mencionados acima, equações para a determinação do diâmetro econômico, para escoamentos laminar e turbulento. As soluções para escoamento turbulento foram obtidas pelo uso de uma correlação aproximada para o fator de fricção (para tubos hidraulicamente lisos). Os resultados foram comparados com os obtidos pelo uso da equação de Colebrook, no caso de escoamento turbulento de água. Determinámos a taxa de fluxo crítica baseada nas equações obtidas. Os resultados foram apresentados como equações e em forma gráfica / Abstract: The literature models of capital costs for piping were tested, adapting one of them to Brazilian conditions. Equations for carbon steel piping (light, medium E.B. 182; ASTM-A.120 Sch 40) and stainless piping (Sch. 10 : 316L, 304L; Sch.40 : 316L, 304L; Sch. 80 : 316L, 304L; ISO-R-65 : 316, 304) were established. The influence of time (inflationary conditions) on the model was analyzed by regress ion analysis. Economic (optimum) diameter equations in laminar and turbulent flow were developed for those piping. The solutions for turbulent flow were obtained by applying an approximate frictions factor correlation. The results were compared to those obtained through Colebrook's equation in the case of turbulent flow of water. Critical flow rate were determined based on our equations. Results are presented both as equations and charts / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Ciências de Engenharia, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Luís Melo

Tese de mestrado. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T01:18:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237601.pdf: 3791632 bytes, checksum: 44698d509e82c4485679ece5d91a73af (MD5) / Neste trabalho propõe-se o estudo experimental e teórico de mini tubos de calor, fabricados a partir de fios de cobre roliços, e soldados por difusão a placas de cobre planas, por um processo de fabricação desenvolvido pelo Laboratório de Tubos de Calor (LABTUCAL) em conjunto com o Laboratório de Soldagem desta universidade. Uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte em mini tubos de calor é apresentada. Baseado em um trabalho da literatura, foi desenvolvido um modelo matemático unidimensional para a previsão da máxima capacidade de transporte de calor do dispositivo. Os resultados dos modelos matemáticos foram comparados com resultados experimentais obtidos a partir de testes em ambiente de gravidade, conduzidos no laboratório e, em microgravidade, testados na Estação Espacial Internacional (ISS). Nos testes de laboratório, três fluidos de trabalho foram utilizados: água destilada, metanol e acetona, enquanto que na ISS, apenas água destilada foi utilizada. Este trabalho apresenta uma série de contribuições para o estado da arte em mini tubos de calor, sendo as principais: desenvolvimento de metodologia de fabricação dos dispositivos; desenvolvimento de modelo matemático que permitiu a análise da influência de parâmetros no seu desempenho térmico e resultados de testes do dispositivo em ambiente de microgravidade, inéditos no mundo. Nos mini tubos de calor desenvolvidos neste trabalho, o bombeamento do fluido de trabalho do condensador ao evaporador se dá pelo efeito de capilaridade, devido às pequenas ranhuras que se formam entre os fios e as chapas. Estudos mostraram que um dos principais desafios no presente desenvolvimento é a determinação da quantidade adequada de fluido de trabalho, necessária para a perfeita operação do mini tubo. Outro parâmetro de grande influência é o ângulo de contato entre fluido e parede (metal). Procedimentos de medição deste ângulo são também discutidos neste trabalho. Os testes em microgravidade dos mini tubos de calor foram financiados pela Agência Espacial Brasileira (AEB) e fazem parte da Missão Centenário, que culminou no lançamento da nave russa Soyuz em abril de 2006 para testes a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) realizados pelo Cel. Av. Marcos Pontes.

Este trabalho apresenta um estudo experimental acerca do fenômeno da biestabilidade em bancos de tubos de arranjo triangular submetidos a escoamento cruzado turbulento. São estudados os escoamentos sobre dois tubos dispostos lado a lado, três tubos e bancos de tubos que variam de uma a cinco fileiras, com até 23 tubos em arranjo triangular. A técnica experimental aplicada consiste na medição das flutuações de velocidade em canal aerodinâmico utilizando a técnica de anemometria de fio quente e na visualização do escoamento em canal hidráulico utilizando injeção de tinta. Os dados medidos em canal aerodinâmico são tratados através de ferramentas estatísticas, espectrais e de ondaletas, e os resultados das visualizações do escoamento são apresentados através de imagens obtidas das filmagens realizadas com uma câmera digital. Os resultados confirmam a existência do fenômeno da biestabilidade para dois tubos dispostos lado a lado, que é o caso clássico apresentado na literatura e para três tubos em arranjo triangular, onde um tubo posicionado a montante e dois a jusante. Para uma fileira de tubos não é identificada a biestabilidade em canal aerodinâmico. Existe um estado estável que pode mudar entre dois experimentos consecutivos, mas sempre estável. Porém, as visualizações de escoamento em canal hidráulico mostram a ocorrência da biestabilidade para um dos modos do escoamento. Para duas fileiras de tubos a biestabilidade também é identificada, e para a terceira, quarta e quinta fileiras o escoamento que emana das fendas entre os tubos apresenta uma rápida alternância, de um lado para outro, com a presença de uma componente transversal, observada a partir das visualizações. A técnica de visualização de escoamento empregada em canal hidráulico corrobora a interpretação dos resultados obtidos através da técnica de anemometria de fio quente em canal aerodinâmico. / This work presents an experimental study concerning the bistability phenomenon in banks of tubes of triangular arrangement submitted to a turbulent cross flow. The flow through two tubes located side by side, three tubes and banks of tubes with one to five rows is studied, with a maximum of 23 tubes in triangular arrangement. The experimental techniques consists in the measurement of the fluctuating velocities in an aerodynamic channel, using hot wire anemometry technique, and in a water channel, by means of flow visualizations in using ink injection. Analysis of hot wire experimental results is made through statistical, spectral and wavelet tools and the results of the flow visualizations are presented through pictures obtained from digital movies. The results confirm the existence of the bistability phenomenon for two tubes located side by side that is the classical case presented in the literature and for three tubes in triangular arrangement, where one tube is located upstream and two downstream. For one row of tubes the bistability is not identified in aerodynamic channel. There is a stable state that can change between two consecutive experiments, but never bistable. However, the flow visualizations in water channel show the occurrence of the bistability for one of the flow modes. For two rows of tubes the bistability is also identified, and for the third, fourth and fifth rows the flow that emanates from the gaps between the tubes present a flip-flop behavior, with the presence of a transverse component, observed from the visualizations. The applied flow visualization technique in water channel supports the interpretation of the results obtained through the hot wire anemometry technique in the aerodynamic channel.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-15T04:07:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334388.pdf: 3391769 bytes, checksum: 7070d066c8628935f0fb3f91ddee8f11 (MD5) Previous issue date: 2015 / O conhecimento do estado de tensões presentes nos dutos, considerando um cenário de possíveis movimentações do solo, é um importante requisito na avaliação da integridade desses, bem como para o planejamento de ações a serem tomadas para prevenir ou corrigir possíveis problemas de segurança. O estado de tensões do duto depende de diversos fatores. Os analisados nesse trabalho são os esforços de flexão, originadas através da interação solo-duto, e as tensões residuais, originadas dos processos de fabricação dos tubos. Nesse trabalho será apresentado e avaliado um procedimento de medição de esforços de flexão em dutos utilizando o método de indentação instrumentada, considerado rápido e pouco invasivo. Para a validação experimental do procedimento proposto foi utilizada uma bancada que gera carregamentos de flexão bem conhecidos em tubos. O sistema de medição utiliza um interferômetro laser com sensibilidade radial para a medição do campo de deformações em torno de uma marca de indentação controlada, que são correlacionadas com o nível de tensões combinadas presentes. Além do procedimento de medição desenvolvido, também foi avaliado um método de cálculo de incerteza de medição.<br> / Abstract : The knowledge of the stress field present in pipelines is an important requirement in assessing the integrity, when facing rights of way subjected to ground movements, as well as the planning of actions to be taken to prevent or correct potential safety issues. The stress field in pipelines depends on several factors. In this work two were analyzed: bending stress due to ground-pipe interaction, and residual stresses due to the pipe manufacturing processes. This work presents and evaluates a bending stresses measurement procedure in pipes using instrumented indentation, a fast and minimally invasive method. A bending bench was used in the development and evaluation of the proposed procedure. It is able to produce very well-known bending loading. The measurement system uses a laser interferometer characterized by radial in-plane sensitivity to measure the developed displacement field in response to a controlled indented print, which is correlated to the stress state of the material. In addition, an uncertainty assessment method was also evaluated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 83714.pdf: 2198572 bytes, checksum: a08616614360f0805194436404225ff3 (MD5) Previous issue date: 1991 / O propósito deste trabalho é estudar os efeitos da condução de calor bi-dimensional em tubos de calor de condutância constante e as conseqüências da modificação das condições impostas pelo meio exterior sobre o desempenho destes, em regime permanente. Para tanto, uma solução do problema utilizando um método analítico inverso é apresentada. Em decorrência da constatação da preponderância do processo de condução de calor, a equação de Laplace é resolvida simultaneamente no invólucro e na estrutura capilar. Com a imposição das hipóteses simplificativas cabíveis, resolve-se um problema de Neumann conjugado a um problema misto. As equações da temperatura são obtidas com a utilização da segunda identidade de Green. Faz-se uso de funções de Green modificadas para o problema de Neumann, expandidas parcialmente e auto-funções. São apresentados os métodos de construção de tais funções e os resultados para três condições de contorno diferentes, impostas na parede externa do tubo. A boa concordância verificada na comparação dos resultados com dados experimentais obtidos de trabalhos anteriores valida a metodologia adotada. Com base nestes resultados é levada a efeito uma análise da influência dos parâmetros que regulam à transferência de calor em tubos de calor sobre o comportamento térmico. A discrepância observada nas comparações com modelos existentes é explicada em função da relevância dos efeitos da condução de calor bi-dimensional em tubos de calor.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:33:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 97823.pdf: 2133833 bytes, checksum: 5cbd8f96f7ca17c3a634741841989700 (MD5) Previous issue date: 1993 / Inicialmente as equações das temperaturas do regime transiente para um tubo de calor de um simples componente são escritas. Elas levam em conta a distribuição bi-dimensional de temperatura no invólucro e na estrutura capilar. Um coeficiente de transferência de calor efetivo para a estrutura capilar do evaporador efetivo e um coeficiente de condutividade térmica efetiva para a estrutura capilar da secção adiabática e do condensador são consideradas. A temperatura do vapor é assumida constante com respeito a posição e é calculada através de balanço de massa e energia sobre o espaço do vapor. As soluções para as equações são obtidas analiticamente pelas técnicas de transformada de Laplace e separação de variáveis. Dois outros simples modelos são obtidos através de simplificações dessas equações. O comportamento em regime permanente é obtido facilmente pelo teorema do valor final. Os gráficos do método da resposta em freqüência são obtidos com a finalidade de determinar o comportamento dinâmico do tubo de calor. Os modelos são comparados e os resultados justificam a inclusão da distribuição bi-dimensional de temperatura.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Gradução em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303910.pdf: 6759454 bytes, checksum: 9262dd3afa983bbcb1c75e1d7388e942 (MD5) / A soldagem em operação é uma técnica frequentemente empregada no reparo ou modificação de tubulações devido às suas vantagens econômicas, pois evita as perdas oriundas da interrupção do serviço e garante a continuidade no fornecimento do fluido. Na aplicação da técnica, as principais dificuldades envolvidas são a ocorrência de trincas a frio e o risco de perfuração da parede pelo arco voltaico. A tecnologia existente e a experiência adquirida estão relacionadas principalmente com o reparo de tubos de parede espessa (6,3 mm ou mais) e de aços de baixa resistência. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de reparo em dutos com pequena espessura, entre 3,2 e 4,8 mm, fabricados em aços de alta resistência (API 5L X70) de uma forma segura, isto é, evitando ao mesmo tempo a perfuração e as trincas a frio induzidas pelo hidrogênio. Dois métodos foram pesquisados: reparo por simples deposição de solda (RDS) e soldagem com o uso de dupla calha. Foram qualificados procedimentos de soldagem para reparos em operação com a técnica da dupla calha. Também, foi construída uma bancada para testes de soldagem com ajuste variável na vazão e pressão do fluido. As soldagens foram realizadas na direção longitudinal sobre tubos contendo água como fluido interno com pressões de 2 e 5 bar e vazões de 20, 40 e 80 l/min. Para a soldagem foram usados dois processos semiautomáticos: MIG/MAG (GMAW) e arame tubular autoprotegido (FCAW-S). Para avaliar a ocorrência de trincas foram executados dois conjuntos de experimentos: o primeiro, em que foi variada a folga entre a calha e o tubo de aço com alto carbono equivalente; o segundo, em que foi imposta alta restrição à junta soldada, e também resfriamento rápido, obtido com fluxo de água no interior do tubo. Não foram detectadas trincas nos dois experimentos. Admite-se que não houve fissuração devido ao uso de processos e consumíveis com baixo teor de hidrogênio. Por outro lado, na avaliação da perfuração foram pesquisados parâmetros de soldagem limite para ocorrência, para cada processo, em função das condições estabelecidas de vazão e de pressão. Os resultados mostraram que tanto para o processo GMAW em corrente pulsada e técnica empurrando a poça, como para FCAW-S transferência goticular e tocha reta, os níveis de energia de soldagem para ocorrência da perfuração foram superiores aos obtidos na literatura para SMAW; portanto, esses processos são apropriados para soldagem de reparo em operação. Os ensaios realizados para a qualificação dos procedimentos de soldagem em operação, com os processos GMAW-P técnica empurrando e FCAW-S goticular e tocha reta, foram aprovados de acordo com os requisitos prescritos no apêndice B da norma API 1104. / In-service welding is a technique often used when repairing and modifying pipelines due to its economic advantages, since it avoids losses from service disruption and ensures continuity in the fluid supply. When using the technique, the main difficulties incurred are the occurrence of cold cracks and the risk of burn-through of the pipe wall by the arc. The existing technology and experience are primarily related to the repair of thick-walled pipelines (6.3 mm or more) and low strength steels. The aim of this study was the development of a technique for safety repairing pipelines with low thickness, between 3.2 to 4.8 mm, manufactured from high strength steels like API 5L X70 (without burn-through and cold cracks induced by hydrogen). Two methods were investigated, namely: the repair by direct deposition of weld-metal onto an active pipe and welding with the use of a full encirclement sleeve. Welding procedures were qualified with an in-service pipeline with the technique of full encirclement sleeve. A welding test bench with adjustable valves of flow and pressure (with water as flow) was constructed. The welds were made in the pipes longitudinal direction. The internal fluid pressures were (2 and 5 bar) and considered flow (20, 40 and 80 l/min.). For welding were used two semiautomatic processes: GMAW (MIG/MAG) and FCAW-S (self-shielded). For assessing the occurrence of cracks two sets of (set) adjusted experiments were performed: the first experiment, called "F", had the gap between the sleeve and pipe and steel with high carbon equivalent. The second experiment, called "R", a severe restriction was imposed onto the welded joint, as well as a fast cooling due to the flow of water inside the pipe. After analysis, no cracks were detected in both sets of experiments (considering the procedures employed and the use of low hydrogen consumables). On the other hand, for evaluating of the burn-through the welding limit parameters for each process were studied, according to the conditions set forth flow rate and pressure. The results for both techniques, the GMAW - pulsed forehand and FCAW-S spray transfer and perpendicular torch, showed that the heat input levels of welding for the occurrence of burn-through were higher than those obtained in the literature for SMAW. Therefore, they are more suitable for welding in in-service. The tests for qualifying of welding procedures in-service, processes GMAW-P and FCAW-S, were approved in accordance with the requirements prescribed in Appendix B of API Standard 1104.