Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341772.pdf: 12779632 bytes, checksum: 29a0ffb2f91d302c34bba790cad567ba (MD5) Previous issue date: 2016 / Os motores de taxa de compressão variável (VCR) têm se tornado uma oportunidade para a adequação frente às novas leis de redução de consumo de combustível e emissão de poluentes. Acredita-se que os motores VCR são capazes de unir tanto eficiência quanto alto desempenho. É objetivo desta pesquisa investigar as oportunidades de desenvolvimentos futuros no âmbito dos motores de taxa de compressão variável. A seguir, um breve resumo do trabalho e suas seções são apresentadas. Introdução: A introdução tem por objetivo apresentar a tecnologia de motores de taxa de compressão variável, suas características e justificativas para a pesquisa. Além disso, discutem-se os objetivos, as delimitações do trabalho e, brevemente, a metodologia adotada. Revisão de Bibliografia: Neste capítulo apresenta-se a metodologia de desenvolvimento de produtos conhecida por modelo PRODIP (BACK et al.,2008). Todas as etapas e características são discutidas e criticadas em relação ao trabalho que se almeja desenvolver. Metodologias de projeto de mecanismos também são apresentadas focando-se nos trabalhos de Yan (1999) e Tsai (2000). Além disso, discute-se a respeito da metodologia proposta por Murai (2013), a qual foi desenvolvida junto ao Laboratório de Robótica da UFSC e tem se mostrado muito importante para o desenvolvimento de novos mecanismos. Por último, uma metodologia de pesquisa de patentes também é apresentada. Esta metodologia também foi desenvolvida junto ao Laboratório de Robótica da UFSC e está de acordo com os escritórios internacionais de patentes. Juntamente à metodologia de busca de patentes, encontra-se uma breve explicação sobre a estrutura de uma patente e características gerais de uma pesquisa de patentes. Motores de Taxa de Compressão Variável: O terceiro capítulo é dedicado ao levantamento de estado da arte dos motores VCR. Primeiramente mostra-se uma classificação de motores reconfiguráveis e o enquadramentos dos motores VCR nessa classificação. Então, aborda-se a literatura (livros e artigos) para investigar testes experimentais e simulações a respeito do tema além de classificações anteriores deste tipo de motor. O levantamento de estado da arte continua analisando produtos lançados no mercado e as principais empresas por trás desta tecnologia. Por último os resultados da pesquisa de patentes são mostrados. Foram analisadas 1163 patentes resultando em 127 conceitos diferentes de motores VCR. Baseando-se nesta pesquisa e a comparando com outros autores, este trabalho propõe uma nova classificação para os motores VCR, os quais podem ser divididos em 7 grandes classes. As cadeias cinemáticas de todas as classes de motores VCR são analisadas com o objetivo de investigar suas respectivas características estruturais e funcionais. Além disso, a reconfigurabilidade em motores VCR é discutida. Desenvolvimento de Motores VCR: No quarto capítulo são definidos os requisitos estruturais e funcionais por meio do levantamento do estado da arte e por comparação com os trabalhos de Freudenstein and Maki (1983) e Tsai (2000). Os requisitos são então utilizados para enumerar e selecionar cadeias cinemáticas com potencial de se desenvolver motores de taxa de compressão variável. Por fim, discute-se o potencial para inovação destes motores. Estudos de Caso: Neste capítulo, três cadeias cinemáticas em potencial definidas no capítulo anterior são estudadas com o objetivo de exemplificar o desenvolvimento de novos motores VCR de acordo com a abordagem sistemática do Laboratório de Robótica da UFSC.<br> / Abstract : The variable compression ratio (VCR) engine has become an opportunity to overcome the new consumption and emissions laws. Researchers believe that the VCR engine can unite both efficiency and performance. This research aims to investigate the opportunity of further developments within the VCR field. In order to accomplish that, a review of design methodology is provided. First an overview of product development methodology is presented focusing on the PRODIP Model (BACK et al., 2008). Then, it is discussed the mechanism design methodologies such as Yan (1999) and Tsai (2000). Also, the methodology proposed by Murai (2013) is applied. In addition, a patent survey methodology is provided. A state of the art survey analysed the information available in the literature, the market and the patents database. The patent survey was conducted analysing 1163 patents and resulting in 127 different VCR engine designs. Based on that survey and comparing with several authors, this research proposes an enhanced classification of the VCR engines, which contains 7 major classes. The kinematic chains from all classes of VCR engines are analysed in order to investigate the structural and functional characteristics which are compared with previous works from Freudenstein and Maki (1983) and Tsai (2000). This information is used to discuss the reconfigurability of VCR engines, to define the proper design requirements and to generate new potential kinematic chains for innovative designs of VCR engines. At last, three case studies are presented with the objective of exemplifying the development of novel VCR engines using the UFSC Robotics Lab systematic approach.

Orientador: Kamal Abdel Rodi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:58:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padilha_Alcides_D.pdf: 2352383 bytes, checksum: 0053f2ef2717a729282fd83b40144cb6 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: É apresentado um estudo teórico e experimental do processo transiente de mudança de fase, por super-resfriamento, de líquido escoando em regime laminar no interior de um duto. Considerando o balanço de energia nas regiões sólida, líquida e frente de solidificação é proposto um modelo numérico, admitindo as propriedades físicas da região sólida como função da temperatura: e as malhas dependentes da posição da interface (Transformadas de Landau). Um aparato experimental é desenvolvido, obtendo-se o processo de solidificação por super-resfriamento, utilizando-se nitrogênio liquido como refrigerante. Os resultados numéricos apresentaram excelente concordância com os experimentais obtidos. A eficiência do modelo é demonstrada por uma análise comparativa entre três soluções numéricas para o modelo analítico de Neumann, o modelo da Capacidade Térmica Aparente devido a Bonacina, o modelo convencional das Equações da Energia com malhas fixas devido a Goodrich e o presente modelo / Abstract: In order to investigate the solidification process involving the phase change of laminar flow submitted to superfreezing, a theoretical and experimental study is developed. An alternative analytical and numerical unsteady model with temperature-dependent physical properties for the solid region is proposed, based upon the energy balance equation in the solid and liquid regions, as well as across the solidification front, employing interface-dependent coordinate grid (the Landau transformation). A rig has been built using liquid nitrogen as refrigerant. The numerical results compare well with the! experimental ones. In order to show the capabilities of the model in comparison to previous numerical methods, the results of a comparative analysis between three numerical solutions for the analytical model due to Neumann, the Apparent Thermal Capacitiy modei, due to Bonacina, a conventional fixed-grid Energy-Equation model due to Goodrich and the present model, are also included. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Fernando Iguti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:57:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_JoseFernandoGarcia_M.pdf: 2380747 bytes, checksum: 0f5eb8337855e5728e9526d73c59d562 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Neste trabalho investiga-se o comportamento do método dos elementos finitos - Galerkin na resolução da equação diferencial linear, bidimensional, da difusão-convecção. O sistema modelado objetiva reproduzir numericamente o comportamento de experimento em laboratório de deslocamento miscÍvel em um meio poroso, sob as seguintes condições: um meio poroso bidimensional, rígido, homogêneo e de formato retangular com injeção à vazão constante em um dos vértices e com produção pelo vértice oposto. O modelo matemático é considerado linear, assumindo-se uma distribuição espacial homogênea da porosidade, permeabilidade do meio isotrópica e fluidos de mesma viscosidade. Comparam-se os resultados numéricos com soluções analíticas disponíveis a fim de validar o algoritmo e o programa computacional implementado e confirma-se a invariância da solução para diferentes orientações do sistema. de eixos coordenados. Os resultados obtidos atestam a viabilidade e a potencialidade do simulador baseado no Método dos Elementos Finitos / Abstract: The Galerkin - Finite Element Method applied to the linear, two dimensional, convection-dispersion differential equation is presented in this work. The purpose of this study is to simulate numerically a laboratory experiment of a miscible fluid displacement in porous media under the following assumptions: a regular retangular 2D domain with a constant volume of eflluent injection at a vertex of the rigid, homogeneous, porous medium and with a production well at the opposite vertex. The mathematical model is considered as, linear because the spatial porosity distribution is homogeneous, the permeability is isotropic and the fluids have the same viscosity. Numerical resuIts are compared with the available analytical solutions in order to validate the algorithm and the implemented computer programo The Finite Element invariance to the system of coordinate direction is confirmed. The obtained results confirm the viability and the potentiality of numerical simulators based on the Finite Element Method / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:57:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Telles_RubensSilva_M.pdf: 3157466 bytes, checksum: 3007f881485fa56e84aa5b01f330b8d4 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Esta dissertação aborda os efeitos da dispersão hidrodinamica na convecção natural em meios porosos junto a superficies verticais impermeáveis. Considera-se a convecção promovida pela variação de densidade devido a combinação dos gradientes de temperatura e de concentração. A parametrização do fenômeno é obtida da através da análise de escala. Quatro casos são obtidos conforme a intensidade do termo de dispersão. Na procura de soluções de similaridade as variáveis de similaridade e os parâmetros relacionados à dispersão são encontradas com ajuda da análise de escala. O algoritmo de Runge-Kutta e o método de "shooting" são utilizados para a resolução das equações resultantes das transformações similares. Vários ensaios são realizados cobrindo ampla faixa de variações dos parâmetros / Abstract: The present dissertation treats the problem of hydrodinamic dispersion on natural convection in porous medium near impermeable surfaces. The study considers the convection promoted by the density variation due to the combination of temperature and concentration gradients. The parametrization of the phenomenon is obtained through scale analysis. Four cases are possible according to the intensity of dispersion term. In search of similarity solutions the similarity variables and parameters associated to dispersion are found with aid of scale analysis. The Runge-Kutta algoritm and the "shooting" method are used to solve the equations resulting from the similarity transformations. Several cases are solved covering an extensive range of the governing parameters / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Kamal A. R. Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:02:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_RicardoFortesde_D.pdf: 5567732 bytes, checksum: 74a463cdc8b5cb799e95145f15472714 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um modelo analítico, bi-dimensional e em regime permanente para a análise do desempenho de tubos de calor cilíndricos com estrutura porosa e tubos que possuem o condensador cõnico sem estrutura porosa. o modelo proposto é baseado nas equações de conservação. As equações são resolvidas numericamente empregando-se diferenças finitas, utilizando-se o método da "Lei de potências" jun- tamente com o _algorítmo "SIMPLE" sugerido por Patankar eSpalding. Os resultados apresentados neste trabalho mostram a distribuição de velocidade, pressão e temperatura tanto para a região de vapor quanto para a região porosa ou líquida, bem como o desempenho global destes tubos de calor. são apresentados e discutidos os efeitos de fluxo de calor e rotação, e o ângulo de inclinação de eixo para os dois tipos de tubos de calor / Abstract: A steady state two-dirnensional analytical model is pro posed to predict the local performance of rotating cylindrical heat pipes with porous structure or heat pipes with aslight taper along its condenser. The model is based upon the conservation for mass, momentum and heat equations. These are solved numerically by the finite volume technique. The results show the velocity, pressure and temperature profiles in both the vapour and liquid regions as well as the global performance. The effects of rotation, heat flux as well as the longitudinal axis inclination are presented and discussed. / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Osvair Vidal Travisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:03:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_CarlosAlberto_D.pdf: 3966907 bytes, checksum: 863e39f0f796366a910359e066e2ef3c (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Neste trabalho são apresentadas soluções numéricas para a convecção natural por difusão dupla em torno de um cilindro aquecido enterrado em um meio poroso saturado, sujeito a condições de temperatura e concentração constantes no cilindro e na superfície do solo. As equações governantes são expressas nas coordenadas bipolares segundo a formulação de função de corrente e resolvidas numericamente pelo método do volume de controle. As características de transferência de calor e massa são estudadas em função do número de Rayleigh, do número de Lewis e da razão de empuxo. Soluções analíticas do tipo perturbativo são apresentadas para o mesmo problema tomando por base a perturbação de Rayleigh Ra e da razão de empuxo N. Os resultados analíticos são comparados com os obtidos numericamente. A solução válida nas proximidades/do estado estagnante nos permitiu obter resultados em termos dos números de Nusselt e Sherwood para as condições Ra<2 e -4<N<3 nas situações em que Le é de ordem 0(1). Um estudo similar foi realizado para o caso de fluxo de calor e massa constantes no cilindro e temperatura e concentração constantes na superfície do solo. Também para esta configuração, a solução foi obtida tomando por base a perturbação do númerQ de Rayleigh Ra e da razão de empuxo N e os resultados são comparados com os obtidos numericamente / Abstract: In this work numerical solutions are Presented for the natural convection heat transfer by double diffusion from a heated cylinder buried in asaturated porous medium where both the cylinder and the medium surfaces are maintened at constant uniform temperature and concentration. The governing equations are Expressed in bicylindrical coordinates in the stream function formulation and handle. numerically by a control-volume method. Heat and Mass Transfer Are studied as afunction of Rayleigh number, Lewis number and the buoyancy ratio number. Perturbative type solutions for the problem are presented considering a perturbation in Rayleigh number and the bqoyancy ratio number. The Numerical results obtained are compared I with analytical results. The solution, valid in the vicinity o'f the stagnant condition, allowed us to get results in terms of Nusselt and Sherwood numbers in the range Ra<2, -4<N<3 in conditions that Le is of 0(1) . A similar study was carried for the case where a Uniform nheat and mass flux cylinder and constant uniform temperature and concentration in the medium surface is considered. For this configuration, the solution Was also obtained taking a perturbation in Rayleigh and buoyancy ratio numbers. The results are compared with numerical ones / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Hans Ingo Weber / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T08:55:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MesquitaNeto_Euclidesde_M.pdf: 3169982 bytes, checksum: ba442d16a38b3fb3cdb8ffb0fd6a44a5 (MD5) Previous issue date: 1981 / Resumo: Apresenta-se uma recapitulação/resumo dos principais tipos e características das unidades hidrostáticas e dos critérios de sua associação constituindo transmissões hidrostáticas. Propõe-se um modelo matemático, baseado em 4 tipos de perdas, genericamente aplicável a qualquer tipo de unidade e/ou associação de unidades hidrostáticas. Organizou-se um programa em computador digital, capaz simular uma transmissão segundo o modelo proposto. Montou-se uma bancada de ensaio de uma transmissão hidrostática que possibilidade avaliar o modelo. Os resultados são apresentados e discutidos. / Abstract: It is shown a review of the main characteristics of the hydrostatic units a well as the criteria to associate them in hydrostatic transrnissions. A general rnathematical rnodel, based on the assumption of four types of losses, is organized and a digital computer prograrn able to simulate the proposed rnodel is built and described. A hydrostatic transmission test fixture was set-up in order to check the proposed model's fitting. The results are presented and discussed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Leonardo Goldstein Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-15T20:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tambellini_Flavio_M.pdf: 4119121 bytes, checksum: a0770ccf83a3b0efbdc8f36389721d75 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O projeto termohidráulico de caldeiras flamotubulares é realizado em geral de maneira empírica. Este trabalho pretende permitir que o cálculo seja feito a partir de equações fundamentais, com ênfase no tratamento da radiação térmica. Para tanto foi feito levantamento e análise da informação disponível e, posteriormente, considerados cada um dos ítens que influem no projeto, como o comprimento da chama, a liberação da energia de combustão e a variação dos parâmetros geométricos, permitindo chegar num projeto otimizado do ponto de vista de atendimento da especificação com um custo mínimo / Abstract: The thermal-hydraulic design of fired tube shell boilers is usually performed in an empirical way. This work proposes a procedure based on fundamental principles, emphasizing the radiation heat transfer. In order to fulfill this premise, the available information was analysed, special consideration being reserved for the itens which most influence the design, as the flame length, the distribution of the energy liberated from the flame and the goemetrical parameters. The procedure wich was developed alowed the design to reach to an optimum in terms of attending the specifications and minimizing costs / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Eugenio Spano Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-15T19:39:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_MarcosPinotti_M.pdf: 3102085 bytes, checksum: d9a1a7482bfbfd1d69bbffe54c2e3d73 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Leonardo Goldstein Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-15T20:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_RosanaVillela_M.pdf: 5716117 bytes, checksum: 070b23bef1b701471eb4135143c706fb (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Este trabalho propõe um metodo de obtenção da distribuição longitudinal e circunferencial da temperatura de pele de tubos internos à seção radiante de aquecedores cilindricos verticais de liquidos e gases de processos, usados em refinarias de petróleo e na industria petroquímica. São levadas em conta as variações longitudinal e circunferencial do fluxo de calor absorvido pelos tubos proveniente da queima de óleo e gás combustíveis ...Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: A method is proposed for predicting the longitunal and circumferential skin temperature distribution on the tube wall of a vertical-cylindrical fired heater, processing liquid or gas. The kind of heater is standard equipment used in petroleum refineries and similar industrial plants...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica