Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-06T13:29:23Z No. of bitstreams: 1 149225.pdf: 1936793 bytes, checksum: 7973f12e8760eecebb44bac866edcedd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-06T13:29:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 149225.pdf: 1936793 bytes, checksum: 7973f12e8760eecebb44bac866edcedd (MD5) Previous issue date: 1978-11 / Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um algoritmo computacional, na área de Mecânica dos Fluidos, para projeto de instalações e sistemas hidráulicos. Consiste, principalmente, no desenvolvimento de um método de projeto de sistemas hidráulicos, compatível com a utilização de métodos computacionais em relação às variáveis de projeto, características do movimento de fluidos incompressíveis e Newtonianos, em regime estacionário. Com tal objetivo, desenvolveu-se um algoritmo numérico, utilizando-se equações de Darcy-Weisbach, Hagen-Poiseuille e HazenWilliams, para o cálculo da perda de carga, e de Colebrook, para o cálculo do fator de atrito. A resolução da equação de Colebrook foi pelo método iterativo de Newton-Raphson. As características para a determinação dos coeficientes de resistência em elementos do sistema hidráulico, tais como válvulas, reduções, derivações, etc., compõe um segundo algoritmo para as perdas de carga secundá- rias. Este algoritmo numérico, correspondente a um sistema iterativo convergente, atende aos vários anéis e aos padrões de projeto dos sistemas. O programa global, composto das rotinas de cálculo, utiliza também um esquema iterativo de correção dos incrementas das vazões, em cada anel do sistema, ao mesmo tempo em que considera as alterações necessárias resultantes da utilização dos elementos secundários. Os elementos secundários são calculados segundo as equações convencionais da literatura existente, na forma de energia cinética, de modo a facilitar a introdução de novos parâmetros quando estes se fizerem necessários. Além disso, o programa atende especificações restritivas em pressão de ejeçao nos vários pontos de intersucção dos anéis, possibilitando uma rápida análise de performance do comportamento do sistema, corrigindo automaticamente os diâmetros dos tubos necessários. / This work aims at the development of a algorithm within the Fluids Mechanical area to the computational installations and hydraulic systems design. It mainly consists of the development of a method of hydraulic systems design compatible to the use of computational methods connected with the design variation and with the incompressible fluids' move characteristics and Newtonian one, in a stationary mood. Held to such purpose, a numerical algorithm was developed through the use of equations from Darcy – Weisbach Hazen Poiseuille and Hazen-Williams, to figure out the loss of charge, and from Colebrook, to figure out the factor of friction. Colebrook's equation solution was gotten by the use of iterative method. The characteristics to establish Newton-Raphson's coefficients of resistence within the hydraulic systems elements, such as valves, reductions, derivations and so one, compose a second algorithm to the secondary lasses of charge. This numerical algorithm corresponds to a convergent iterativa system and fits on several loops and on patterns of the systems design. The whole schedule, composed of usual calculation, also makes use of a small iterative scheme for correcting the increments of drainages in each system loop, while, at the sarne time, it controls the necessary changes which come from the use of the secondary elements. The secondary elements are calculated according to the conventional equations from the existing literature, in a cinetic energy mood, so that to facilitate the inclusion of further details whenever they are necessary. Besides, the schedule is okay for restrictive specifications in pressure of ejection on different points of the loops' intersuction and for this reason the schedule makes possible a quick study on the system's behavior acting by putting in order, automatically, the diameter of tubes.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-06T13:56:42Z No. of bitstreams: 1 151834.pdf: 1799239 bytes, checksum: 86695cbee59df88bfa28f21e721a145f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-06T13:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 151834.pdf: 1799239 bytes, checksum: 86695cbee59df88bfa28f21e721a145f (MD5) Previous issue date: 1979-07 / No presente trabalho é desenvolvido um modelo analítico para a determinação do coeficiente de transmissão de calor no escoamento ascendente bifásico, (ar e água) tubos verticais, regime anular. A seguir, é presentada a discussão relativa ao projeto e construção do equipamento experimental. Utilizou-se um tubo de latão de 6mm de diâmetro interno, com 1500m de comprimento, o qual foi submetido a fluxos de calor no intervalo de 0,225 a 0,704 cal/scm². Os valores da razão vazão de ar/vazão de H2O foram 8, 8,5 e 17. Finalmente, são apresentados os resultados experimentais obtidos, assim como os valores do coeficiente de transmissão de calor determinado pelo modelo. / An analytic model for determination of the heat transfer coeficient during the two phase upflow (water + air) in vertical tubes was developped. The design and construction of the equipment is then discussed. The experiments were carried out in one tube, 6mm int and 1500mm of length, which suffered heat fluxes ranging 2 from 0,225 to 0,704 cal/scm². The following ratios water mass flow rate air mass flow rate were used 8, 8.5 and 17. Finally, the experimental results are presented, as well as the values of the heat transfer coeficient determined according to the model.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-07T14:08:46Z No. of bitstreams: 1 151832.pdf: 1800748 bytes, checksum: 9cdf3c2bf0873b9899703a271c007318 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T14:08:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 151832.pdf: 1800748 bytes, checksum: 9cdf3c2bf0873b9899703a271c007318 (MD5) Previous issue date: 1979-08 / Na determinação do escoamento através de um feixe de barras de seção circular em arranjo uniforme, é usada a Teoria das Misturas, que fornece as equações de balanço para o sistema. São feitas hipóteses de escoamento isotérmico e regime turbulento, plenamente desenvolvido. Equações constitutivas para a força resistiva são determinadas a partir das correlações de Jakob e Rowe, e seu comportamento e analisado para um caso padrão. Comparação dos resultados obtidos com estas equações com os resultados experimentais de Bottgenbach mostram boa concordãncia na direção do gradiente de pressão não sendo possível uma comparação direta entre os valores obtidos com as duas expressões. Para a confirmação do modelo foi feita uma experiência, que consistiu em medir a queda de pressão (Número de Euler) nas direções axial e transversal de feixes de varetas em arranjo aleatório e vários ângulos como funções da velocidade (Número de Reynolds) obtendo boa concordância exceto na direção axial. Por fim é formulado um exemplo prático a fim de mostrar a aplicabilidade do modelo – a determinação do campo de pressão devido à influência de uma chicana. / The determination of the flow through a uniform array of rod bundle is made by means of the Continuum Theories of Mixtures, which gives balance equations for the system. The hypotheses of isothermal and fully developed turbulent flow are made. Constitutive equations for the resistive force are determined from Jakob's and Rowe's correlations, and its behaviour analysed for a standard case. Comparison of these equations with Bottgenbach's experiments shows good agreement of the direction of the pressure, although direct comparison between present theory and his theory is not possible. For the confirmation of the model an experiment is performed, this consisting of measuring pressure drop (Euler's Number) in the axial and transverse direction of a random array rod bundle at various angles as functions of velocity (Reynold's Number), which has good agreement, except on axial direction. At last, a sample problem is formulated with the purpose of showing the applicability of the model, this being the determination of pressure field dueto the influence of a baffle.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-20T14:46:51Z No. of bitstreams: 1 154045.pdf: 962457 bytes, checksum: 997eb692c816e14c9433a1af88ff3e35 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-20T14:46:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 154045.pdf: 962457 bytes, checksum: 997eb692c816e14c9433a1af88ff3e35 (MD5) Previous issue date: 1980-08 / A escassez e os custos de tratamento de água de resfriamento, em indústrias de petróleo e petroquímica, tem levado à utilização crescente dos trocadores de calor resfriados a ar. No projeto destes equipamentos são comumente utilizados os métodos estimativo e global de cálculo. Neste trabalho são mostrados os métodos existentes e é apresentado o método passo-a-passo que considera o feixe tubular dividido em pequenos segmentos e, utilizando os recursos de computação, efetua os cálculos partindo das temperaturas de saída do fluido de trabalho e de entrada do ar e das dimensões do equipamento. O método passo-a-passo é mais rigoroso e permite considerar nos cálculos diversos fatores como velocidades não uniformes de ar na entrada do feixe, variações das propriedades físicas dos fluidos com a temperatura e mudança do regime de escoamento do fluido no interior dos tubos. Para os equipamentos examinados, operando com vários fluidos de trabalho como óleo pobre, gasóleo leve, nafta leve, querosene, verificou-se que para aqueles cujas propriedades físicas variavam sensivelmente com a temperatura, notadamente a viscosidade, os resultados obtidos pelos dois métodos apresentam diferenças sensíveis. Tais discrepâncias são ainda maiores se for usado um perfil de velocidade de ar não uniforme. Em situações onde o fluido de processo apresenta um regime de escoamento variável, foram obtidas diferenças razoáveis na quantidade de calor trocado. Para a água, os valores dos dois métodos são aproximadamente iguais, mesmo para perfis não uniformes de velocidades de ar. O método passo-a-passo é mais preciso e possibilita uma visualização da troca térmica e da perda de carga ao longo do feixe tubular sendo assim um poderoso instrumental para o projeto e análise do desempenho de trocadores resfriados a ar. / The scarcity and the treatment costs of the water cooling, in the petroleum and petrochemical industries, are increasing the use of the air cooled heat exchangers. Exchangers designing usualy utilize the estimate and global methods. This paper shows these methods and presents a new approach for this design, called "stepping method'', which consider the tube bundle divided in small segments and utilizing the computer recourses, excutes the calculations starting from the exit process fluid temperature, inlet air temperature and equipment dimensions. The stepping method is more rigorous and permits to consider in the calculations the nonuniformities in the facial air velocities, ~hysical properties variations with temperature and change in tube side flow. ln the equipments analysed, operating with various fluids like pioor oil,light gasoil, light naphta, kerosene, are verified that the fluids whose properties change greatly with the temperature specially the viscosity the results obtained by the two methods present great differences. This discreppance is still greater if a nonuniform air velocity distribution is used. In situations where the process fluid presents a variation in the pattern flow the duties difference is also considerable. The results obtained are practically equals, when the fluid is water, even for nonuniform air distribution. The stepping method is more rigorous and make possible a visualization of the heat transfer and pressure drop along tube bundle, being then a powerful method for the designing and performance analysis of the air cooled heat exchangers.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-21T13:42:32Z No. of bitstreams: 1 157900.pdf: 1900108 bytes, checksum: 649f2c233524cb146f7de8d0f907cae9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-21T13:42:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 157900.pdf: 1900108 bytes, checksum: 649f2c233524cb146f7de8d0f907cae9 (MD5) Previous issue date: 1983-01 / CAPES - PICDT / A estocagem de energia via estratificação térmica de um líquido em um tanque, é um tema atual de pesquisa e desenvolvimento, visto sua grande aplicabilidade. Considerando um balanço de energia para o sistema de estocagem e proposto um modelo semi-empírico unidimensional e transiente descrevendo a história dos perfis de temperatura do líquido e da parede do vaso durante os períodos de operação e repouso. Os resultados teóricos são comparados com dados experimentais existentes, e estudado também a influência da relação altura/diâmetro do tanque sobre a eficiência da exergia. / Storage of energy using the thermal stratification of a liquid in a tank, is a present theme of research and deve lopment, because i ts enormous applicability; Considering the energy conservation equations, it is proposed a transient one-dimensional semi-empirical model to the storage system, describing the temperature profile history of.the liquid and the vessel wall, during the normal operating conditions (charging, discharging and static node). The theoretical results are compared to the existing experimental data. Also, the influence of the height to diameter ratio (H/D) of the vessel on the exergy efficiency is studied.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-26T16:53:48Z No. of bitstreams: 1 154743.pdf: 1752246 bytes, checksum: 7bafe9693a0599b6a6b2760bd3eb46e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-26T16:53:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 154743.pdf: 1752246 bytes, checksum: 7bafe9693a0599b6a6b2760bd3eb46e9 (MD5) Previous issue date: 1980-12 / Apresenta o desenvolvimento de um modelo matemático bidimensional para avaliação do desempenho hidrodinâmico de quebra-mar flutuante rígido, de geometria uniforme, operando sob condições de mar regular. Na solução do modelo matemático é empregado o método de distribuição de fontes no contorno submerso do corpo. O trabalho desenvolvido permite determinar os principais parâmetros de interesse na análise do comportamento hidra dinâmico de dispositivos de atenuação de ondas. Assim, podem ser obtidos o coeficiente de transmissão ou a eficiência do quebra-mar flutuante, as cargas hidrodinâmicas atuantes no corpo e os movimentos do dispositivo. Os resultados obtidos para o coeficiente de transmissão e as amplitudes dos movimentos de um corpo de seção transversal retangular são comparadas com dados experimentais provenientes de testes com modelos reduzidos, tendo sido boa correspondência entre ambos observada Também são apresentados resultados teóricos para modelo de quebra-mar tipo catamaran e analisado o problema de frequências irregulares quando se emprega o método de distribuição de fontes. / Present two-dimensional mathematical model to study the performance of a rigid floating break water with uniform geometry and operating under regular wave conditions. To solve the hydrodynamic problem one distributes sources on the body contour and then formulates an integral equation which is solved numerically. Our goal is to obtain the most important parameters in the analysis of a wavebreaker, that are the transmission coefficient, the hydrodynamic loads and the motions of the body. The numerical results for the transmission coefficient and the motions of a body with retangular cross section were compared with available test data and they showed a good agreement. The numerical results for a catamaran cross section and the irregular frequency phenomenum are presented too.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-26T18:12:00Z No. of bitstreams: 1 153301.pdf: 2496023 bytes, checksum: 1857c5440692cd92861a02e00281073a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-26T18:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 153301.pdf: 2496023 bytes, checksum: 1857c5440692cd92861a02e00281073a (MD5) Previous issue date: 1980-06 / FINEP / CNPq / Estudo teórico-experimental do comportamento diário de um concentrador solar cilindro-parabólico eixo leste-oeste, associado a um tanque de estocagem. O protótipo construído consta de um refletor metálico de 2m² de área, distância focal 0,25m e de dois tubos: um absorvedor (de aço enegrecido) envolvido por outro de vidro, sendo os diâmetros nominais 25,4 e 52mm respectivamente. O tanque de estocagem tem capacidade de 90 l, o fluido de trabalho é água escoando a uma vazão de 200t/h numa tubulação de aço com diâmetro de 25,4mm, sendo o isolamento lã de vidro. Sob diferentes condições diárias de insolação, velocidade de vento e temperatura ambiente foram efetuados diversos testes, com o protótipo, fixada a vazão do fluido de trabalho, medindo-se as seguintes temperaturas: de entrada e saída do fluido de trabalho no concentrador, do fluido no interior do tanque de estocagem, e da superfície do tubo absorvedor. Como resultado de um balanço de energia no concentrador, foi obtido um sistema de equações não lineares que representa seu comportamento para diferentes variáveis de projeto, sendo incluídas ou não aquelas utilizadas no protótipo. Para a obtenção da solução foi utilizado o método iterativo de Newton-Raphson. Assim, para idênticas condições de insolação foi realizado um estudo comparativo entre o modelo considerado e o protótipo. Conseguiu-se também através da simulação uma previsão do funcionamento do concentrador solar para vários parâmetros de projeto diferentes daqueles utilizados no protótipo construído. Utilizou-se com este fim o modelo determinístico de insolação direta de Dogniaux. A boa concordância verificada entre os resultados teóricos a partir do modelo e experimentais pelo protótipo, indica que o estudo teórico desenvolvido pode ser utilizado no projeto e na previsão do comportamento de outras unidades de concentração com: valores maiores para o fator de concentração e para o comprimento do tubo absorvedor. / A theoretic-experimental study was developed for a cylindrical parabolic focussing collector east-west axis oriented, associated with a heat storage tank. The prototype consists of a metalic thin sheet reflector (2m² surface, 0.25 focal length) and two concentric pipes: a receiver tube (steel black painted) and an exterior glass tube wi th the following nominal diameters 25.4 and 52mm. The thermal storage vessel has a capacity of 90 l, and the working fluid is water flowing at a rate of 200 l/h inside a l" steel piping. All the system was isolated with a glass wool. The prototype was submitted to various testing solar insolation condutions, wind speeds,ambient temperatures. For a fixing rate of flow of the working fluid, several temperatures were measured as follows: inlet and outled fluid temperature in the receiver tube, bulk fluid temperature in the storage vessel, medium surface temperature in the receiver tube (in two points). An energy balance in the concentrator gives a non-linear equations system representing its behaviour during direct insolation daily variation. The solution was obtained using an iterative algorithm. Using the same insolation conditions it was made a comparison between the theoretical and the experimental data, and the results showed that the model represents with good accuracy the considered system. ln the theory other parameters were considered besides the ones used in the constructed prototype, in order to generalize the study. Also, the theorétical model was used to simulate the behaviour of the system for other dimensions (concentration factors, tube receiver lengths). For these aims it has been utilized the Dogniaux direct insolation deterministic model. The good accuracy of the results obtained from the prototype and the model shows that the developed the oretical study can be used to design and to simulate the ehavior of a cylindrical parabolic focussing collector increasing the concentration factor and receiver tube.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-28T18:00:13Z No. of bitstreams: 1 159040.pdf: 1888369 bytes, checksum: cb2390d46d17e2fd59737cd6d4c16a8e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-28T18:00:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 159040.pdf: 1888369 bytes, checksum: cb2390d46d17e2fd59737cd6d4c16a8e (MD5) Previous issue date: 1983-05 / Trabalho desenvolvido visando a elaboração de metodologias de projeto, fabricação e avaliação térmica de tubos de calor de água. O modelo proposto por SUN e TIEN para o desempenho térmico de tubos de calor, operando em regime permanente, foi resolvido para nova condição do fluido de resfriamento e usa do na avaliação teórica do perfil da temperatura ao longo da parede e da temperatura de saturação do vapor. Um tubo de calor capaz de transferir uma potência de 400 watts foi projetado e fabricado. O protótipo e um tubo de cobre de· 1000 mm de comprimento e 25,4 mm de diâmetro externo com 0,79 mm de espessura de parede. O meio poroso é formado por 7 camadas de tecidos metálicos de bronze fosforoso, de malhas 50 e 250, fixados na parede interna do gerando um espaço de vapor com 17 mm de diâmetro. Apresenta-se os resultados experimentais dos ensaios térmicos do protótipo e discute-se os resultados, comparando-os com as previsões teóricas. Discute-se a metodologia de projeto de tubos de calor, comparando-a aos procedimentos propostos por DUNN e CHI. / The aim of this work was to develop methodologies for the project, manufacturing and experimental thermal evaluation of heat pipes. The model suggested by SUN and TIEN for theoretical steady-state heat pipe performance was solved for a new condition of cooling fluid and used for predicting the wall temperature profile and saturated vapor temperature. A water heat pipe for a 400 watts heat removal was projected and manufacture. The prototype consists of a copper tube 1.000 mm long, with an outside diameter of 25,4 mm and a wall thickness of 0,79 mm. The wick structure is a composite phosphor bronze wrapped-screen wick with meshes 50 and 250 fitted against the inner wall of the tube to leave a vapor space diameter of 17 mm. The prototype was instrumented and monitored. The measured wall temperature profiles for several heat-input levels are compared and discussed with the theoretical predictions. The methodology for the project of heat pipes was discussed and compared with other procedures suggested by DUNN and CHI.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-03-07T14:08:08Z No. of bitstreams: 1 161226.pdf: 3282447 bytes, checksum: 74689f749d6d13c23561f78ee7c6aa4e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T14:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 161226.pdf: 3282447 bytes, checksum: 74689f749d6d13c23561f78ee7c6aa4e (MD5) Previous issue date: 1984-11 / CNPq / CAPES / Apresenta-se uma revisão crítica das principais teorias de geração aerodinâmica de som e de diversas modelações para os termos fonte. São comentadas as principais propriedades do escoamento e do campo acústico de um jato turbulento. Mostra-se que o modelo de ruido próprio e de cisalhamento necessita, para obedecer ã conservação de energia, de interferência entre os dois tipos de ruido. A importância da coerência na radiação sonora é discutida, sendo levantadas evidências em favor da hipótese contrária. São examinadas as correlações da pressão sonora no campo afastado, que são modeladas de forma concisa. Mostra-se que os resultados experimentais corroboram a hipótese de que a turbulência comporta-se, enquanto fonte acústica, como uma distribuição de quadripolos laterais. / A critical review of the principal theories of aerodynamical generation of sound and of some expansions for the source terms is presented. The principal properties of the flow and sound fields of a turbulent jet are commented. It is shown that, to obbey energy conservation, the shear noise/self noise model requires interference between the two types of terms to occur. The importance of source coherence in the sound field is discussed, and some evidences against this hypothesis are raised. Far field sound pressure correlations are examined and modelled in a very simple form. It is shown that experimental results agree with the hypothesis that turbulence, as anacoustic source, is equivalent to a distribution of lateral qui drupoles.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-03-07T16:02:26Z No. of bitstreams: 1 169364.pdf: 2214358 bytes, checksum: 3b5c0fccccca9f1db059249dade9f5dc (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T16:02:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 169364.pdf: 2214358 bytes, checksum: 3b5c0fccccca9f1db059249dade9f5dc (MD5) Previous issue date: 1984-04 / Apresenta uma metodologia para análise termo-fluidodinâmica de vaporizadores com tubos horizontais, utilizando componentes puros como fluido de trabalho. Para tanto foi desenvolvido um programa de computador, em linguagem FORTRAN 77, automatizando o método. São efetuadas comparações com outras metodologias, mostrando a validade do método proposto. / A new methodology is presented for thermal-fluid dynamic analysis of vaporizers with horizontal tubes using pure substances as process fluid. A computer program has been developed using FORTRAN 77 in order to implement the new method. Several comparisons have been done to show the validity of the proposed methodology with respect to other approaches.