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

O mapeamento de inundações tem sido objeto de estudo para o desenvolvimento de Planos Diretores (PD). Desde 2002, a Prefeitura Municipal de São Carlos-SP (PMSC) desenvolve seu PD com diretrizes para prevenção e controle de enchentes. No entanto, o cenário atual é o de execução de obras estruturais anti-enchentes, onerosas e de soluções pontuais. Pela ausência de planejamento prévio da urbanização em áreas de risco, a região do Mercado Municipal de São Carlos (MMSC) é a principal atingida pelas enchentes na várzea do córrego do Gregório. Este estudo provê elementos à tomada de decisão no PD através de medidas estruturais e não-estruturais como o mapeamento de enchentes. Foram inventariados os eventos críticos que produziram inundações próximo ao MMSC, via entrevista à população da várzea. Para essas datas e para chuvas de projeto, foram simulados os escoamentos com transformação chuva-vazão integrada e propagação simples através de um modelo concentrado IPHS-1 e um modelo distribuído HIDRORAS, cujos resultados foram comparados. Os dados de entrada foram calibrados usando dados monitorados. As incertezas inerentes aos modelos foram identificadas. Os eventos simulados oferecem importantes subsídios para o mapeamento de inundações, a discutir na agenda do PD da cidade. Foram estudadas medidas estruturais de controle de inundação, consistindo em um “piscinão" sem necessidade de escavação, e não-estruturais, como o acréscimo de áreas de infiltração. Concluiu-se que, para bacias urbanas, como a bacia do córrego do Gregório, as alterações nos padrões de fluxo de escoamento devido às vias urbanas são mais bem representadas pelo modelo distribuído HIDRORAS, apesar de se reservar uma parcela de incertezas quanto a este modelo, como a atribuição de valores ao parâmetro da condutividade hidráulica saturada / Since 2002, the Municipality of São Carlos, SP, Brazil (PMSC) is developing a Master Plan, thereby pursuing the guidelines for flood preventing and controlling. However, the present scenario shows expensive, on-site anti-flood works in São Carlos. Due to the absence of previous watershed planning, the area around the Municipality Market (MMSC) is continuously threatened by overspilling inundation events in the floodplain of the Gregorio river. Aim of this work is to provide supporting information to decision-making in the Master Plan using structural and nonstructural measures, as flood zoning of risk-prone areas. Critical flood events that produced inundation at MMSC were identified interviewing inhabitants living in these urban risk-areas. Those critical events were simulated with runoff-stormflow transformation and wave routing by the concentrated model IPHS-1 and the distributed model HIDRORAS, which results were compared. Input data were calibrated from monitored flood events. Uncertainties inherent to each model were identified. Results depict initial yardsticks for flood mapping to be included in the Master Plan agenda. Structural measures of flooding control, consisting in a retention basin without excavation, and non-structural measures, as increase of the infiltration area, were investigated. It came out that for urban watersheds as the Gregório basin, changes in the flow patterns due to urban paths are better represented by the distributed model HIDRORAS. However, a portion of uncertainties for this model, like the influence of soil’s saturated hydraulic conductivity still remain

O mapeamento de inundações tem sido objeto de estudo para o desenvolvimento de Planos Diretores (PD). Desde 2002, a Prefeitura Municipal de São Carlos-SP (PMSC) desenvolve seu PD com diretrizes para prevenção e controle de enchentes. No entanto, o cenário atual é o de execução de obras estruturais anti-enchentes, onerosas e de soluções pontuais. Pela ausência de planejamento prévio da urbanização em áreas de risco, a região do Mercado Municipal de São Carlos (MMSC) é a principal atingida pelas enchentes na várzea do córrego do Gregório. Este estudo provê elementos à tomada de decisão no PD através de medidas estruturais e não-estruturais como o mapeamento de enchentes. Foram inventariados os eventos críticos que produziram inundações próximo ao MMSC, via entrevista à população da várzea. Para essas datas e para chuvas de projeto, foram simulados os escoamentos com transformação chuva-vazão integrada e propagação simples através de um modelo concentrado IPHS-1 e um modelo distribuído HIDRORAS, cujos resultados foram comparados. Os dados de entrada foram calibrados usando dados monitorados. As incertezas inerentes aos modelos foram identificadas. Os eventos simulados oferecem importantes subsídios para o mapeamento de inundações, a discutir na agenda do PD da cidade. Foram estudadas medidas estruturais de controle de inundação, consistindo em um “piscinão” sem necessidade de escavação, e não-estruturais, como o acréscimo de áreas de infiltração. Concluiu-se que, para bacias urbanas, como a bacia do córrego do Gregório, as alterações nos padrões de fluxo de escoamento devido às vias urbanas são mais bem representadas pelo modelo distribuído HIDRORAS, apesar de se reservar uma parcela de incertezas quanto a este modelo, como a atribuição de valores ao parâmetro da condutividade hidráulica saturada / Since 2002, the Municipality of São Carlos, SP, Brazil (PMSC) is developing a Master Plan, thereby pursuing the guidelines for flood preventing and controlling. However, the present scenario shows expensive, on-site anti-flood works in São Carlos. Due to the absence of previous watershed planning, the area around the Municipality Market (MMSC) is continuously threatened by overspilling inundation events in the floodplain of the Gregorio river. Aim of this work is to provide supporting information to decision-making in the Master Plan using structural and nonstructural measures, as flood zoning of risk-prone areas. Critical flood events that produced inundation at MMSC were identified interviewing inhabitants living in these urban risk-areas. Those critical events were simulated with runoff-stormflow transformation and wave routing by the concentrated model IPHS-1 and the distributed model HIDRORAS, which results were compared. Input data were calibrated from monitored flood events. Uncertainties inherent to each model were identified. Results depict initial yardsticks for flood mapping to be included in the Master Plan agenda. Structural measures of flooding control, consisting in a retention basin without excavation, and non-structural measures, as increase of the infiltration area, were investigated. It came out that for urban watersheds as the Gregório basin, changes in the flow patterns due to urban paths are better represented by the distributed model HIDRORAS. However, a portion of uncertainties for this model, like the influence of soil’s saturated hydraulic conductivity still remain