O presente trabalho verifica as principais características dos sistemas convectivos de mesoescala (SCMs), com origem continental e oceânica que, em pelo menos um momento do seu ciclo de vida, tiveram trajetória sobre a bacia Amazônica, durante um ano e meio de realização do projeto Green Ocean Amazon (GOAmazon). A análise incluiu a verificação da distribuição espacial, variabilidade diurna, ciclo de vida, deslocamento e áreas médias nas diferentes fases do ciclo de vida. Foi criada uma climatologia utilizando 14 anos de dados para comparar os resultados obtidos durante o GOAmazon. Para os SCMs que se formaram próximos às estações do GOAmazon foram realizadas análises das condições sinóticas, dinâmicas e termodinâmicas observadas durante a gênese e ao longo do ciclo de vida. Os resultados mostram que o número de ocorrências de SCMs continentais é de 7053 por ano. Em 2014 a ocorrência foi de 56,3% deste valor e em 2015 foi de 58% da climatologia para a mesma época do ano. Os SCMs ocorridos durante o GOAmazon também apresentaram menores tempos de vida, deslocamentos médios e velocidades médias. A evolução do ciclo de vida é muito similar para os SCMs de curta e longa duração, com poucas horas de diferença entre a mesma fase. O tempo que os sistemas de curta duração levam em média para alcançar a fase de maturação é de 2 a 3 horas enquanto que os SCMs de longa duração levam 5 a 6 horas. Durante o projeto GOAmazon este tempo foi igual a climatologia para SCMs de curta duração, porém variou entre 3 a 4 horas para SCMs de longa duração. A velocidade média, direção de propagação e deslocamentos médios variam de acordo com a época do ano e ao longo de toda bacia Amazônica. Os deslocamentos médios são maiores durante o inverno. A densidade média mensal de SCMs revela regiões preferenciais de gênese. São elas: 1) corrente abaixo da Cordilheira dos Andes, entre 10ºS e 20ºS/70ºW a 75ºW; 2) confluência do rio Tapajós com o rio Amazonas, por volta de 2,5ºS/54ºW; 3) sobre a Serra da Pacaraima, no Planalto das Guianas, em aproximadamente 5ºN/60ºW; 4) Serra do Imeri, no Planalto das Guianas, em 0º/65ºW e; 5) no norte do Mato Grosso, em torno de 10ºS/55ºW. Durante o projeto GOAmazon as anomalias negativas de densidade de SCMs ocorreram espalhadas ao longo de toda a bacia, com algumas regiões pontuais de maior ocorrência de sistemas. Os SCMs oceânicos ocorrem preferencialmente no período de inverno ao norte da bacia Amazônica. A frequência de ocorrência é baixa (em média 4 sistemas por mês), no entanto, eles possuem grandes áreas durante sua fase de maturação, grandes tempos de vida e deslocamentos. Como a maioria apresenta gênese muito próxima a costa, o desenvolvimento destes sistemas ocorre majoritariamente sobre a bacia Amazônica. Durante o projeto GOAmazon sua ocorrência foi muito menor comparado a climatologia e suas características médias diferentes. A análise detalhada para os 21 casos em que os SCMs ocorreram próximos às estações do GOAmazon mostrou que a combinação entre os ventos alísios direcionados para a bacia Amazônica e sistemas frontais que se aproximaram da região Tropical foram fundamentais na manutenção dos SCMs com longo ciclo de vida. Durante a ocorrência de SCMs com grandes áreas, os valores de cisalhamento foram mais altos comparados aos outros casos. Durante a maior parte dos anos 2014 e 2015 ocorreram padrões anômalos na circulação atmosférica, impulsionados por anomalias na temperatura da superfície do mar no oceano Pacífico Equatorial, o que justificaria a menor ocorrência, tempos de vida e deslocamento dos SCMs. De acordo com a literatura revisada, este é o primeiro trabalho que realiza uma análise climatológica anual da ocorrência de SCMs através de dados de alta resolução temporal e espacial com pouquíssimas falhas usando uma delimitação geográfica da bacia Amazônica, isto é, considerando somente os SCMs que em pelo menos um momento do seu ciclo de vida interagiram com a bacia Amazônica. / In the present study, we analyzed the continental and oceanic mesoscale convective systems (MCSs) that occurred over the Amazon Basin, during one year and six months of Green Ocean Amazon Project (GOAmazon). The analysis included the spatial distribution, diurnal variability, lifecycle, displacement and morphological parameters of the MCSs. A climatology using 14 years data was developed to compare the results obtained during the GOAmazon. A synoptic, thermodynamic and dynamic analysis was made for 21 MCSs that occurred next to the GOAmazon data collection sites. The climatology results show 7053 continental MCSs occurring along the year. In 2014, the occurrence was 56.3% of that value and during the period analyzed in 2015 it was 58%. The MCSs occurred during the GOAmazon also presented shorter lifecycles, displacements and speeds compared to climatology. The lifetime evolution of short lived and long lived MCSs present few hours of difference between the same phase. The time from genesis to maturation phase of short lived systems is 2 to 3 hours and for those long lived the time is 3 to 4 hours. The mean speed, direction and displacement are greater during the winter. The average density reveal preferential regions of genesis. They are: 1) downstream Andes Mountain, among 10ºS and 20ºS/70ºW and 75ºW; 2) confluence of Amazon and Tapajós Rivers, near to 2.5ºS/54ºW; 3) Pacaraima Mountains at Guyana Shield, in approximately 5ºN/60ºW; 4) Imeri Mountains at Guyana Shield, in 0º/65ºW and; 5) between north of Mato Grosso state and south of Pará state, around 10ºS/55ºW. During the GOAmazon the negative density anomalies occurred spread along the Amazon Basin, with some points of greater occurrence. The oceanic MCSs occurred preferentially in the winter season in the northeast of Amazon Basin. Their frequency of occurrence is fewer than continental, in average four MCSs per month. Nevertheless, they have large areas during their maturation phase, longer lifecycles and displacements. Most of them have genesis next to the land and their development is over the Amazon Basin. During GOAmazon their occurrence was fewer than the climatology and the features were different. The analysis for the 21 cases in which MCSs occurred next to GOAmazon stations showed that a combination of trade winds driven to Amazon Basin and frontal systems close to Tropical region were important for keeping the long lived MCSs. During occurrence of large area systems, the wind shear was greater than during other events. In most of 2014 and 2015, anomalous patterns in the atmospheric circulation, triggered by anomalous sea surface temperature in the Equatorial Pacific Ocean, occurred and this may justify the fewer occurrence of MCSs, lifecycle and displacement in that period. From our knowledge of the literature, this is the first work that makes an annual climatological analysis of MCSs occurrence through high temporal and spatial data and very few missing data using a geographical delimitation of Amazon basin. That is, considering only the MCSs that in one moment of their lifecycle, at least, interact with the Amazon Basin.

Unripe banana flour (UBF) production employs bananas not submitted to maturation process, is an interesting alternative to minimize the fruit loss reduction related to inappropriate handling or fast ripening. The UBF is considered as a functional ingredient improving glycemic and plasma insulin levels in blood, have also shown efficacy on the control of satiety, insulin resistance. The aim of this work was to study the drying process of unripe banana slabs (Musa cavendishii, Nanicão) developing a transient drying model through mathematical modeling with simultaneous moisture and heat transfer. The raw material characterization was performed and afterwards the drying process was conducted at 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, the product temperature was recorded using thermocouples, the air velocity inside the chamber was 4 m·s-1. With the experimental data was possible to validate the diffusion model based on the Fick\'s second law and Fourier. For this purpose, the sorption isotherms were measured and fitted to the GAB model estimating the equilibrium moisture content (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] at 60 ºC and 10 % of relative humidity (RH), the thermophysical properties (k, Cp, ?) were also measured to be used in the model. Five cases were contemplated: i) Constant thermophysical properties; ii) Variable properties; iii) Mass (hm), heat transfer (h) coefficient and effective diffusivity (De) estimation 134 W·m-2·K-1, 4.91x10-5 m-2·s-1 and 3.278?10-10 m·s-2 at 60 ºC, respectively; iv) Variable De, it presented a third order polynomial behavior as function of moisture content; v) The shrinkage had an effect on the mathematical model, especially in the 3 first hours of process, the thickness experienced a contraction of about (30.34 ± 1.29) % out of the initial thickness, finding two decreasing drying rate periods (DDR I and DDR II), 3.28x10-10 m·s-2 and 1.77x10-10 m·s-2, respectively. COMSOL Multiphysics simulations were possible to perform through the heat and mass transfer coefficient estimated by the mathematical modeling. / A farinha de banana verde (UBF) produzida de bananas não submetidas ao processo de maturação é uma alternativa interessante para minimizar as perdas dos frutos relacionadas ao manejo inadequado e a alta perecibilidade do produto. A UBF pode ser considerada um ingrediente funcional em formulações alimentícias, pois pode reduzir o índice glicêmico e o nível de insulina plasmática no sangue, demonstrando eficácia no controle da saciedade e da resistência à insulina. O objetivo deste trabalho foi estudar o processo de secagem de fatias de banana verde (Musa cavendishii, Nanicão) e desenvolver um modelo de secagem transiente através da modelagem matemática com transferência de massa e energia simultânea. Inicialmente, foi realizada a caraterização físico-química da matéria prima que foi submetida ao processo de secagem em escala piloto, a 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC, com termopares inseridos no produto monitorando sua temperatura, a velocidade do ar de secagem foi de 4 mos-1. Com a cinética de secagem e a temperatura interna da fatia foi possível validar o modelo de difusão baseado na 2a Lei de Fick e Fourier. Para este propósito, foram medidas durante o processo: as isotermas de sorção ajustadas ao modelo do GAB permitindo estimar a umidade de equilíbrio (Xe), 1.76 [g H2O/100g d.b.] a 60 ºC e 10 % de umidade relativa (RH) e as propriedades físicas e termofísicas (k, Cp, ?) para serem inseridas no modelo. Consideraram-se cinco casos: i) Propriedades termofísicas constantes; ii) Variáveis; iii) Estimativa do coeficiente de transferência de massa (hm) de calor (h) e difusividade efetiva (De) parâmetros importantes que controlam a taxa de secagem, 134 Wom-2oK-1, 4.91x10-5 m-2os-1 e 3.278x10-10 mos-2 para uma temperatura de 60 ºC, respectivamente; iv) Estimativa do De como função do teor de umidade (M) apresentando um comportamento polinomial de terceira ordem; v) O encolhimento teve influência no modelo matemático, em especial nas primeiras três horas de secagem, a espessura da banana verde experimentou uma redução de (30.34 ± 1.29) %, encontrando dois períodos de taxa de secagem decrescentes (DDR I e DDR II), os De estimados para estes dois períodos foram 3.28x10-10 mos-2 e 1.77x10-10 mos-2, respectivamente. As simulações no COMSOL Multiphysics foram possíveis de serem realizadas através dos dados estimados pelo modelo matemático.

A presente pesquisa teve por objetivo o estudo da ebulição convectiva dos novos refrigerantes halogenados no interior de tubos horizontais de cobre. Uma busca na literatura pertinente ao assunto mostrou que a determinação do coeficiente de transferência de calor pode ser determinado por correlações que, aqui, foram classificadas como: 1- Estritamente Convectivas, 2- Superposição de Efeitos e 3- Estritamente Empíricas. Essas correlações mostraram-se inadequadas a generalizações. Uma bancada experimental foi concebida e construída, o que permitiu a obtenção de dados experimentais envolvendo uma ampla faixa de condições operacionais. Efeitos de parâmetros físicos como a velocidade mássica, fluxo de calor, temperatura de saturação e título, foram investigados. Os dados experimentais obtidos foram utilizados no desenvolvimento de uma correlação para o coeficiente de transferência de calor na ebulição convectiva que satisfizesse adequadamente esses dados obtidos para condições operacionais típicas de aplicações frigoríficas. A partir da análise efetuada foi proposto um modelo no qual foram introduzidos os adimensionais que envolvem os principais efeitos relacionados à mudança de fase. O modelo proposto apresentou resultados bastante adequados não apenas na correlação dos resultados experimentais obtidos na presente pesquisa como também em dados encontrados na literatura. / Present research has aimed at the study of convective boiling of recently introduced halocarbon refrigerants inside horizontal copper tubes. A comprehensive literature survey has revealed that the correlations for the convective boiling heat transfer coefficient can be divided into three main categories: (1) strictly convective; (2) superposition of effects; (3) strictly empirical. As a general rule these correlations are not fitted for generalizations. An experimental set up has been developed and constructed in order to raise data involving a relatively wide range of operational conditions. These data have been used to investigate effects of such parameters as heat flux, mass velocity, quality and evaporating temperature. In addition gathered data have been used in the development of a correlation for the heat transfer coefficient under convective boiling conditions typical of refrigeration applications. The model has been developed in terms of the main intervening non dimensional groups. The proposed equation correlated very well not only experimental data from present investigation but data obtained else where.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-09-24T18:18:53Z No. of bitstreams: 1 Lucas Ezequias da Silva Silveira_.pdf: 2681603 bytes, checksum: bdf77c94ace5cc8dc7bd13716275dc35 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-24T18:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lucas Ezequias da Silva Silveira_.pdf: 2681603 bytes, checksum: bdf77c94ace5cc8dc7bd13716275dc35 (MD5) Previous issue date: 2018-05-11 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização de trocadores de calor com canais de diâmetro reduzido vem crescendo devido à demanda por trocadores de calor compactos, que permitam altas taxas de transferência de calor, baixa perda de pressão e redução da carga de fluido refrigerante e de custo de materiais. O presente trabalho analisa a ebulição convectiva através de canais de pequeno diâmetro e a influência de alguns parâmetros operacionais no coeficiente de transferência de calor e na queda de pressão. São apresentados os resultados de três estudos experimentais para avaliar a influência do fluido de trabalho, do diâmetro do canal e da temperatura de saturação. Na primeira análise, é estudada a ebulição do isobutano, R600a, e do propano, R290, em um canal com 1,0 mm de diâmetro interno, com fluxo de massa na faixa de 240 a 480 kg m-2 s-1, fluxo de calor de 5 a 60 kW m-2 e temperatura de saturação de 25°C. Na segunda análise, é estudada a ebulição do R600a em canais com diâmetros de 1,0 e 2,6 mm, temperatura de saturação de 22°C, com variações do fluxo de massa de 188 a 377 kg m-2s-1 e do fluxo de calor de 28 a 56 kW m-2. Por fim, na terceira análise, a ebulição do R600a em um canal de 1,0 mm de diâmetro foi estudada com duas temperaturas de saturação, 20 e 30°C, com fluxo de massa de 240 a 480 kg m-2 s-1 e fluxo de calor de 20 a 60 kW m-2. São avaliados os efeitos do fluxo de massa, do fluxo de calor e do título de vapor, sobre o comportamento do coeficiente de transferência de calor e da perda de pressão por atrito. A análise do fluido de trabalho mostrou que, de modo geral, o R600a apresenta os maiores coeficientes de transferência de calor e perdas de pressão por atrito. Da análise da influência do diâmetro do canal observou-se que, para todas as condições experimentais, o coeficiente de transferência de calor foi superior no canal de 1,0 mm. Os resultados mostraram também que os maiores coeficientes de transferência de calor foram obtidos com a temperatura de saturação de 30°C. Complementando as análises, foram avaliados os padrões de escoamento, através das imagens registradas, e os modelos de mapas de padrões comparando os dois fluidos. Os modelos que melhor se ajustaram às curvas foram os de Revellin e Thome (2007b) e Ong e Thome (2011). Algumas correlações para transferência de calor propostas para mini e micro canais foram avaliadas com dados experimentais, de onde observou-se que, de modo geral, a correlação de Kim e Mudawar (2013b) apresentou o melhor ajuste, dentre as correlações avaliadas. / The use of heat exchangers with reduced diameter channels has been growing due to the demand for compact heat exchangers which allow high rates of heat transfer, low pressure drop and reduction of refrigerant fluid charge and material cost. The present work analyzes the convective boiling through small diameter channels and the influence of some parameters on the heat transfer coefficient and the pressure drop. The results of three experimental studies are presented to evaluate the influence of the working fluid, the channel diameter and the saturation temperature. In the first analysis, the boiling of isobutane, R600a, and propane, R290, in a channel with a 1 mm internal diameter, with mass velocity from 240 to 480 kg m-2 s-1, heat flux from 5 to 60 kW m-2 and saturation temperature of 25°C. In the second analysis, it’s studied the boiling of R600a in channels with diameters of 1.0 and 2.6 mm, saturation temperature of 22°C, with mass velocity from 188 to 377 kg m-2 s-1 and heat flux from 28 to 56 kW m-2. Finally, the boiling of R600a in a 1.0 mm diameter channel was studied with two saturation temperatures, 20 and 30°C, with a mass velocity from 240 to 480 kg m-2 s-1 and heat flux from 20 to 60 kW m-2. The influence of mass flow, heat flux and vapor quality on the behavior of the heat transfer coefficient and the frictional pressure drop are evaluated. The analysis of the working fluid showed that, in general, R600a presents the highest coefficients of heat transfer and frictional pressure drop. From the analysis of the influence of the channel diameter, it was observed that, for all experimental conditions, the heat transfer coefficient was higher in the 1.0 mm channel. The results also showed that the higher heat transfer coefficients were obtained with the saturation temperature of 30°C. Complementing the analyzes, the flow patterns were evaluated through the recorded images, and the flow pattern maps, comparing the two fluids. The map that best fit the curves were those of Revellin and Thome (2007b) and Ong and Thome (2011). Some proposed heat transfer correlations for mini and micro channels were evaluated with the experimental data, from which it was observed that, in general, the correlation of Kim and Mudawar (2013b) presented a better adjustment, among the evaluated correlations.

Em linhas gerais, esta dissertação de mestrado envolve o estudo de padrões de escoaomento durante a ebulição convectiva em microcanais. Resultados experimentais foram levantados para um tubo com diâmetro de 2,32 mm durante a evaporação convectiva dos refrigerantes R134a e R245fa. Para a investigação, técnicas experimentais e de análise foram desenvolvidas. A caracterização dos padrões de escoamento envolveu o tratamento simultâneo de sinais provenientes dos seguintes dispositivos: um par diodo/sensor-laser tendo um tubo transparente entre eles no interior do qual ocorre o escoamento bifásico; um transdutor de pressão piezo-elétrico de tamanho reduzido com o objetivo de determinar a variação local da pressão do escoamento; e de um micro-termopar em contato com o fluido refrigerante. A técnica de tratamento de dados utilizada envolve a aglomeração progressiva de dados que apresentem características médias similares através do algoritmo k-means. Os sinais de pressão, intensidade de radiação e temperatura foram adquiridos simultaneamente a uma freqüência de 25 kHz. Imagens simultâneas do escoamento bifásico a uma velocidade de captura em torno de 10.000 imagens/s foram levantadas através de uma câmera de filmagem rápida (até 100.000 imagens/s), e os padrões de escoamentos observados contrastados aos resultados fornecidos pelo método proposto. Baseado nesta análise, mapas de escoamento foram propostos, os quais incorporaram não apenas critérios subjetivos como a visualização, mas também objetivos como as variações transientes da pressão local do escoamento e da morfologia do escoamento através do seu efeito na dispersão da radiação emitida pelo foto-diodo. Os resultados previstos pelo método objetivo apresentam concordância razoável com os dados caracterizados com base em visualizações. Adicionalmente, características de bolhas alongadas foram determinadas. / The present research has been focused on the study of flow patterns inside channels of diameter less than 3 mm during the convective evaporation of refrigerants such as R134a and R245fa. For the investigation of such topics, experimental techniques and methods of analysis of results were developed. A broad database was gathered in an experimental test facility. The characterization of flow patterns involved the simultaneous processing of signals from the following devices: a pair diode / laser-sensor having a transparent tube between them, within which occurs the two-phase flow; a micro piezoelectric pressure transducer to determine the local variation of pressure of the flow and a micro-thermocouple fixed within the fluid. The technique used in data processing involves the gradual agglomeration of data having similar average characteristics; this method was developed based on the k-means clustering algorithm. The signals from the transducers were acquired simultaneously at a frequency of 25 kHz. The program for the acquisition and for processing of the signals was developed using LabView. Simultaneous images of two-phase flow at a speed of capture around 10,000 images / s were obtained through a high speed camera and the observed flow patterns were contrasted to the results provided by the objective method. Based on this analysis, flow maps were proposed, which incorporate not only subjective criteria such as visualization, but also objective criteria like the transient variations of local pressure of the flow, temperature of the fluid and the effect of the flow morphology based on the dispersion of light which effect was captured by the photo-diode. The maps obtained by the objective method were compared against flow pattern segregated based on visualization and a reasonable agreement was obtained. Besides the elongated bubble characteristics were determined.

Resumo: Para determinar como se inicia a convecção na região sudoeste da Amazônia, foram analisados dados do TRMM/LBA (Tropical Rainfall Measuring Mission / Large-scale Biosphere Atmosphere). A base para determinar onde e quando a convecção iniciou foi o radar banda-S, com polarização dual (S-Pol), do National Center for Atmospheric Research (NCAR). Utilizaram-se, adicionalmente, dados do canal visível do satélite GOES-8 para identificar piscinas frias produzidas pela precipitação convectiva. Essas informações, em conjunto com dados topográficos de alta resolução, foram utilizadas na determinação dos mecanismos possíveis de disparos da convecção. A elevação do terreno na área de estudo varia de 100 a 600m. Este estudo apresenta os resultados de 5 de fevereiro de 1999. Um total de 315 tempestades iniciou-se dentro do raio de 130km do radar S-Pol. Nesse dia, classificado como de fraco regime de monção, a convecção desenvolveu-se em resposta ao ciclo diurno do aquecimento solar. Cúmulos rasos espalhados durante a manhã desenvolveram-se em convecção profunda no início da tarde. As tempestades tiveram início após as 11h, com um pico de iniciação entre 15 e 16h. As causas de início de tempestades foram classificadas em 4 categorias. O modo mais comum de iniciação foi o levantamento forçado por frente de rajada (36%). A categoria, que inclui forçantes topográficas (>300m), sem a influência de nenhum outro mecanismo, é responsável por 21% das iniciações e a colisão de frentes de rajada por 16%. Nos 27% restantes, não foi possível a identificação de nenhum mecanismo. O exame de todos os dias do experimento TRMM/LBA mostrou que o dia estudado em detalhe foi representativo de muitos outros dias. Um modelo conceitual para o início e a evolução de tempestades é apresentado. Esses resultados, que devem ter implicações para outros... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract : Radar and satellite data from the Tropical Rainfall Measuring Mission / Large-scale Biosphere Atmosphere (TRMM/LBA) project have been examined to determine causes for convective storm initiation in the southwest Amazon region. The locations and times of storm initiation were based on the National Center for Atmospheric Research (NCAR) S-band dual-polarization Doppler radar (S-Pol). Both the radar and GOES-8 visible data were used to identify cold pools produced by convective precipitation. This data along with high-resolution topographic data were used to determine possible convective storm triggering mechanisms. The terrain elevation varied from 100 - 600 m. Tropical forests cover the area with numerous clear cut areas used for cattle grazing and farming. This study presents the results from 5 February 1999. A total of 315 storms initiated within 130 km of the S-Pol radar. This day was classified as a weak monsoon regime where convection developed in response to the diurnal cycle of solar heating. Scattered shallow cumulus during the morning developed into deep convection by early afternoon. Storm initiation began about 1100 LST and peaked around 1500-1600 LST. The causes of storm initiation were classified into 4 categories. The most common initiation mechanism was caused by forced lifting by a gust front (36%). Forcing by terrain (>300 m) without any other triggering mechanism accounted for 21% of the initiations and colliding gust fronts 16%. For the remaining 27% a triggering mechanism was not identified. Examination of all days during TRMM/LBA showed that this one detailed study day was representative of many days. A conceptual model of storm initiation and evolution is presented. The results of this study should have implications for other locations when synoptic scale forcing mechanisms are at a minimum... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: João Francisco Escobedo / Coorientador: Maria Assunção Faus da Silva Dias / Banca: Nelson de Jesus Ferreira / Banca: Roberto Vicente Calheiros / Banca: Oswaldo Massambani / Banca: Jonas Teixeira Nery / Doutor

<p>Važnost istraživanja fizičkih osobina ogleda se u tome, &scaron;to su neke od tih osobina prvo &scaron;to<br />se uočava na su&scaron;enom voću. Druge fizičke osobine spoznaju se tokom konzumiranja. Osim<br />toga, fizičke osobine su i od značaja prilikom projektovanja opreme za preradu<br />poljoprivrednih proizvoda. Predmet istraživanja doktorske disertacije su promene fizičkih<br />osobina dunje tokom osmotskog i konvektivnog su&scaron;enja. Istraživane su promene sledećih<br />osobina: vlažnosti, zapremine, mehaničkih osobina i boje. Kao dodatak osnovnim merenjima<br />obavljene su hemijska i senzorska analiza finalnog proizvoda. Eksperiment osmotskog<br />su&scaron;enja obavljen je kao dvofaktorni. Faktori eksperimenta su temperatura i koncentracija<br />osmotskog rastvora. U eksperimentu je kori&scaron;ćena dunja sorte leskovačka. Ovu sortu odlikuje<br />prijatna aroma, oblik i dimenzije pogodne za su&scaron;enje.<br />Disperzionom analizom rezultata merenja fizičkih osobina tokom eksperimenta<br />osmotskog su&scaron;enja potvrđeno je da izabrani nivoi temperature i koncentracije osmotskog<br />rastvora utiču na promenu vlažnosti dunje tokom 180 minuta osmotskog su&scaron;enja. U slučaju<br />povećanja mase suve materije disperzionom analizom potvrđen je statistički značajan uticaj<br />koncentracije i interakcije koncentracije i temperature na promenu ispitivane veličine.<br />Najintenzivnije promene vlažnosti i povećanja suve materije izmerene su u prvih 20 minuta<br />osmotskog su&scaron;enja.<br />Promena oblika dunje u formi kocke, do kojih dolazi tokom osmotskog su&scaron;enja je<br />anizotropna. Razlog anizotropnog skupljanja tkiva može biti orijentacija vlakana i<br />nehomogena struktura materijala. Promena zapremine izražena je zapreminskim skupljanjem<br />SV. Izvedena je jednačina kojom je utvrđena zavisnost promene zapremine od količine<br />razmenjene materije tokom osmotskog su&scaron;enja. Najveća promena zapremine izmerena je pri<br />osmotskom su&scaron;enju pri najvi&scaron;im vrednostima temperature i koncentracije osmotskog<br />rastvora.<br />Mehaničke osobine dunje tokom osmotskog su&scaron;enja predstavljene su sa dva pokazatelja,<br />otporno&scaron;ću na razaranje i modulom elastičnosti. Otpornost na razaranje je u ovoj tezi<br />originalno predstavljena parametrom f. Ovaj parameter predstvalja relativnu promenu sile<br />razaranja tokom osmotskog su&scaron;enja. Disperzionom analizom utvrđen je uticaj temperature<br />osmotskog rastvora na mehaničke osobine dunje. Osmotski rastvor temeperature 60oC<br />izaziva omek&scaron;avanje tkiva dunje. Međutim, omek&scaron;avanje tkiva dunje pozitivno utiče na<br />čvrstoću krajnjeg proizvoda. Kao drugi pokazatelj mehaničkih osobina upotrebljen je modul<br />elastičnosti. Promene modula elastičnosti slične su promenama f parametra. Na osnovu<br />promena oba pokazatelja mogu se doneti isti zaključci o uticaju faktora eksperimenta na<br />mehaničke osobine tkiva dunje.<br />Tkivo dunje je izloženo vazduhu tokom konvektivnog su&scaron;enja intenzivno menja boju. U<br />eksperimentu je upotrebljen sumpordioksid kao za&scaron;tita od tamnjenja tkiva. Ukupna promena<br />boje najveća je na uzorcima dunje koji su su&scaron;eni rastvorom koncentracije 65oBx. Međutim,<br />tokom konvektivnog su&scaron;enja ističe se pozitivan uticaj ovog tretmana na promenu boje dunje.<br />Veća količina saharoze koja se zadržava na povr&scaron;ini uzoraka dunje predstavlja barijeru<br />između između materijala i vazduha i spračava tamnjenje tkiva.<br />Regresionom analizom rezultata merenja promene vlažnosti, zapremine i boje pronađeni<br />su empirijski modeli koji opisuju merene veličine tokom osmotskog su&scaron;enja. Jednačine<br />odabrane za modelovanje promene vlažnosti pro&scaron;irene su uticajnim faktorima u<br />bezdimenzionalnom obliku. Pro&scaron;irenjem matematičkih modela stiče se njihova univerzalnost<br />u opsegu istraživanih vrednosti temperature i koncentracije osmotskog rastvora. Primenjeni<br />modeli mogu se uspe&scaron;no koristiti za predviđanje svih merenih veličina. Uspe&scaron;nost modela<br />potvrđena je visokim vrednostima koeficijenta korelacije i niskim vrednostima srednje<br />procentualne gre&scaron;ke.<br />Senzorskim analizama obavljenim panelnim ispitivanjem, uzorci tretirani osmotskim<br />rastvorom ocenjeni su kao kvalitetniji od onih koji su samo konvektivno osu&scaron;eni.<br />Poređenjem rezultata kvantitativnih i kvalitativnih analiza može se zaključiti da osmotsko<br />su&scaron;enje kao predtretman konvektivnom su&scaron;enju pozitivno utiče na kvalitet su&scaron;ene dunje kao<br />finalnog proizvoda.<br />&nbsp;</p> / <p>The importance of researching physical properties lies in the fact that some of these<br />properties are what we first notice about dried fruit. Other physical properties are<br />experienced during consumption. Moreover, physical properties are also important when<br />designing equipment for processing agricultural products. The subject of the research in this<br />doctoral dissertation is changes in physical properties of quince during osmotic and<br />convective drying. The investigation included changes in the following properties: moisture,<br />volume, mechanical properties and colour. Apart from the basic measurements, the research<br />also included chemical and sensory analyses of the final product. The experiment of osmotic<br />drying was performed as a two-factor experiment, while factors were the temperature and the<br />concentration of osmotic solution. The variety of quince used in the experiment was<br />&ldquo;Leksovačka&rdquo;, which is a variety with a pleasant aroma, and the shape and dimensions<br />suitable for drying.<br />Dispersion analysis of the measured results in the experiment of osmotic drying showed<br />that the temperature and concentration of osmotic solution affect the changes in moisture of<br />quince during 180 minutes of osmotic drying. In the case of the increased mass of dry matter,<br />analysis of variance pointed to statistically significant effect of concentration and interaction<br />of concentration and temperature on the change in the examined size. The most intense<br />changes in moisture and increase of dry matter were measured in the first 20 minutes of<br />osmotic drying.<br />The change of the shape of quince into the shape of a cube, which occurs during osmotic<br />drying, is anisotropic. The reason of anisotropic shrinkage of tissue can be fibre orientation<br />and inhomogeneous structure of the material. The volume change is expressed in volumetric<br />shrinkage SV. The equation derived was used to determine the dependence of the change in<br />volume on the amount of the matter exchanged during osmotic drying. The greatest change<br />in volume was measured during osmotic drying at the highest values of temperature and the<br />highest values of concentration of osmotic solution.<br />Mechanical properties of quince during osmotic drying were represented by two<br />indicators: resistance to rupture and modulus of elasticity. Resistance to rupture in this thesis<br />was originally presented by the parameter f. This parameter represents a relative difference of<br />force of rupture. Dispersion analysis determined the effect of the temperature of osmotic<br />solution on mechanical properties of quince. The solution temperature of 60oC causes<br />softening of the quince tissue. However, softening of the tissue has positive effects on<br />firmness of the final product. The other indicator of mechanical properties was modulus of<br />elasticity. The changes in the modulus of elasticity are similar to the changes of the<br />parameter f. The changes in both indicators lead to the same conclusions about the impact of<br />the factors of the experiment on the mechanical properties of quince tissue.<br />Quince tissue exposed to air changes its colour intensely. In this experiment, sulphur<br />dioxide is used as protection against darkening of the tissue. The total colour change was the<br />greatest in the quince samples dried using a solution with the concentration of 65oBx.<br />However, during convective drying one can see the positive impact of this treatment on the<br />colour change in quince. A larger amount of saccharose which is retained on the surface of<br />the samples acts as a barrier between the material and the air, preventing darkening of the<br />tissue.<br />Regression analysis of the measured results of the changes in moisture, volume and<br />colour, generated empirical models that describe the measured values during osmotic drying.<br />The equations selected for modelling of moisture changes were extended to include<br />influential factors in dimensionless form. What is achieved by extending the mathematical<br />models is universality of the models in the range of the investigated values of temperature<br />and concentration of osmotic solution. The used models can be successfully applied for<br />prediction of all of the measured values. The successfulness of the model is confirmed by<br />high values of the correlation coefficient and low values of the mean percentage error.<br />Sensory analyses performed using panel testing showed that the samples treated with osmotic<br />solution were evaluated to be of higher quality than the samples that were only convectively<br />dried. By comparing the results of quantitative and qualitative analyses, it can be concluded<br />that osmotic drying, as a pre-treatment to convective drying, positively affects the quality of<br />dried quince as a final product.</p>

<p>Prikazana je procedura modelovanja prekidnog sušenja materijala sfernog oblika u tankom sloju, nakon čega je pokrenuta računarska simulacija procesa na osnovu predloženog modela. Zatim, odrađeno je eksperimantalno istraživanje, za šta su korišćeni svježe ubrani orasi u ljusci, bez komine. Nakon što je statistički potvrđena pouzdanost modela, on je iskorišćen kao baza formiranje modela za simulaciju sušenja u debelom sloju. Posle toga su urađeni eksperimenti i za druge materijale različitih osobina (krompir, bundeva i kestenje), da bi se izveli zaključci o mogućnosti energetske uštede u procesima konvektivnog sušenja u zavisnosti od fizičkih osobina materijala. Ovim istraživanjem pokazano je da su sa stanovišta uštede energije prekidni režimi konvektivnog sušenja preporučljiviji kod materijala koji imaju veću efektivnu difuzivnost.</p> / <p>This research shows the procedure of modeling the intermittent drying of sphereshaped<br />materials in a thin-layer, after which the computer simulation was done, based<br />on the proposed model. Тhe experimental investigation has been done, where the<br />fresh collected in-shell walnuts had served as the main drying material. As the model<br />reliability was experimentally confirmed, it was used as а basis for creating а model for<br />deep-bed drying simulation. Afterwards, the experimental investigation was done for<br />other materials as well (potato, pumpkin and chestnuts), in order to draw the<br />conclusions concerning the possibility of energy saving in convective drying processes,<br />as it depends on physical properties of a material. This research showed that, from the<br />perspective of energy saving, it is more advisable to use an intermittent regime if a<br />material has a higher effective diffusivity.</p>

<p style="text-align: justify">Doktorska disertacija &quot;Modelovanje mehanizma prenosa toplote pri konvektivnom su&scaron;enju i utvrđivanje numeričkih pokazatelja&quot; - sadrž i eksperimentalna i teorijska istraživanja vezana za metodu konvektivnog su&scaron;enja. Izvr&scaron;ena su istraživanja parametara sistema konvektivne pneumatske su&scaron;are u eksploatacionim uslovima proizvodnje. Na osnovu rezultata ispitivanja utvrđeni su: modeli kinetike su&scaron;enja, energetski bilansi, koeficijenti prenosa toplote, optimalni režim su&scaron;enja, modeli mehanizma prenosa toplote, numerički pokazatelji i izvr&scaron;ena njihova analiza.</p> / <p>PhD Thesis &quot;Modelling the mechanism for heat<br />transfer at the convective drying and establishing of<br />numerical readers&quot; - contains the experimental and<br />theoretical researches connected with the convective<br />drying method. The parameter researches of the<br />convective pneumatic dryer system in the<br />exploitation conditions in production, are done. On<br />the basis of the testing results are established: the<br />models of drying kinetics, energetic bilances, heat<br />transfer coefficients, optimal regime of drying, heat<br />transfer models mechanism, numerical readers and<br />there was also realized their analysis.</p>

Les écoulements diphasiques avec ou sans changement de phase sont présents dans les applications terrestres et spatiales avec notamment le contrôle thermique des satellites par boucle diphasique, l’alimentation en propergol des moteurs de fusée et le traitement des eaux usées pour les missions d’exploration spatiale. Des expériences d’ébullition convective dans un tube chauffé avec du HFE7000 ont été menées en écoulement vertical ascendant au sol et en microgravité conditions afin de caractériser les régimes d’écoulements et de mesurer les transferts de chaleur, le taux de vide et les pertes de pression. Les mesures de taux de vide ont permis de caractériser la vitesse moyenne de la phase vapeur et l’épaisseur du film liquide en écoulement annulaire. En microgravité, l’épaisseur du film liquide et le frottement interfacial sont inférieurs aux conditions de gravité terrestre. La structure du film liquide a été caractérisée par des visualisation rapides. L’impact de la gravité, des vitesses superficielles du liquide et de la vapeur sur la célérité et la fréquence des ondes perturbatrices a été mis en évidence. Deux techniques de mesure ont été implémentées et comparées pour la mesure du coefficient d’échange de chaleur. En ébullition convective saturée pour des titres massiques supérieurs à 0.2, le transfert de chaleur est peu sensible à la gravité et en bon accord avec des corrélations de la littérature. En ébullition nucléée sous refroidie pour des titres inférieurs à 0.1, le transfert de chaleur est significativement plus faible en microgravité. / Two-phase flows with or without phase change are present in terrestrial and space applications like thermal control of satellites, propellant supply for launchers, and waste water treatment for space exploration missions. Flow boiling experiment with HFE7000 were conducted in a heated tube in vertical upward flow on ground and in microgravity conditions to collect data on flow patterns, pressure drops, heat transfers, void fraction. Void fraction measurements allowed to measure mean gas velocity and the liquid film thickness in annular flow. In microgravity condition, the liquid film thickness and the interfacial shear stress are significantly lower than in normal gravity. A detail analysis of the film structure was performed by image processing. The impact of gravity and liquid and vapour superficial velocities on the disturbance waves velocities and frequencies was investigated. Two different measurement techniques were used and compared to determine the heat transfer coefficient. For quality values greater than 0.2, HTC is not sensitive to gravity and is in good agreement with classical correlations of the literature. For qualities smaller than 0.1, in the subcooled nucleate boiling regime HTC is significantly smaller in microgravityconditions.