Made available in DSpace on 2016-06-02T19:57:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRB.pdf: 3410137 bytes, checksum: 75aa0317bec922b4072abef227bf9acd (MD5) Previous issue date: 2006-03-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / Studies accomplished in the structure of tubular fixed beds proved that the porosity in these systems presents an oscillatory behavior along the radial direction. The non-uniformity of the porosity generates a behavior of the velocity profile, inside the bed, characterized by oscillations in the central region and a peak of larger width in the region close to the wall. This velocity profile determines the residence time of the reactants, for example, and presents a strong influence in the heat and mass transfer coefficients of these systems. In spite of the progress obtained in that subject, it is still difficult to obtain the measure of flow velocity inside the bed without causing disturbances in its structure. Due to this restriction, indirect forms of experimental measure of the velocity distribution in these systems have been proposed to evaluate the fluid dynamics inside the bed. The most common way to obtain, experimentally, the velocity distribution inside the bed is to measure it outside the bed, at a certain distance from its exit, and then infer it inside the bed by considering that the flow measured at this point maintains the fluid dynamics characteristics at the interface. Looking for an alternative way to infer the velocity profile inside the fixed bed, this work proposes a measure of the change in flow characteristics from the exit of the fixed bed to the point of experimental measurement. The measure proposed before takes into account the change in the radial mean velocity evaluated over an area close to the central part of the flow. This measure is based on simulated results accomplished between these two points, located outside the fixed bed, from an appropriated boundary condition at the interface. This boundary condition at interface is the result of other simulations performed inside the fixed bed, from a convenient model proposed for this region. Both simulations were accomplished by using a simulator developed in FORTRAN language, based on a CFD numeric technique for outside and a standard finite difference method for inside the fixed bed. The validity of the proposed procedure was verified by comparing the velocity distribution simulated at a position pointed out in an experimental measurement of the velocity distribution obtained in the literature, and with similar operational conditions. By doing this validation, it was established a relationship between the change in flow characteristics and the axial position of measurement. As a result, it was possible to infer how much of the flow characteristics in the interface are observed from the position chose for measurement along the axial direction of the flow. Better results were observed in systems with a high dimensionless D/Dp relation and low values of Reynolds number for the flow simulations accomplished in the exit area of the bed. Deviations from experimental data, varying between 2,97% and 30,23%, were verified for different operational conditions of the system. Through the central velocity simulation along in the empty tube axial position, were possible to map the empty tube influences on the flow in the fixed bed exit area, evaluating the difference of that central medium velocity with the calculated for the bed exit. / Estudos realizados na estrutura de leitos fixos tubulares já comprovaram que a porosidade neste sistema apresenta um comportamento oscilatório na direção radial. A não-uniformidade da porosidade gera um comportamento do perfil de velocidades, no interior do leito, caracterizado por oscilações na região central e um pico de maior amplitude na região próxima à parede. Este perfil de velocidades determina o tempo de residência de reagentes, por exemplo, e apresenta uma forte influência na transferência de calor e massa no sistema. Apesar dos avanços nesse tema, ainda é muito difícil obter uma medida de velocidade de escoamento no interior do leito sem causar-lhe perturbações ou alterações de sua estrutura. Devido a esta restrição, formas indiretas de medida experimental da velocidade neste sistema têm sido propostas para avaliar a fluidodinâmica no interior do leito. Uma das formas mais comuns para obter experimentalmente essa velocidade é medi-la em regiões do escoamento fora do leito, a uma determinada distância da saída do mesmo, considerando-se que o escoamento nesse ponto de medida mantenha as características fluidodinâmicas da interface. Frente aos questionamentos sobre a validade de inferir a velocidade de escoamento no interior do leito fixo a partir de medidas experimentais realizadas fora do mesmo, o presente trabalho aborda um estudo sobre a perda das características do escoamento a partir da saída do leito fixo até o ponto de medida experimental. Para a avaliação do problema, são realizadas simulações na região compreendida entre a interface leito-tubo e a posição de medida do perfil de velocidades, utilizando como condição de contorno na interface a resposta de um modelo proposto para o interior do leito fixo. As simulações foram realizadas utilizando-se um simulador desenvolvido em linguagem FORTRAN, baseado em uma técnica numérica de Fluidodinâmica Computacional. Utilizando-se condições semelhantes à literatura verificou-se a confiabilidade do modelo proposto para a fluidodinâmica no interior do leito, através da comparação de resultados experimentais medidos fora do leito com resultados simulados, para a posição de medida. Avaliou-se também a extensão do efeito do tubo vazio sobre o comportamento do escoamento na região de saída do leito, discriminando-se quanto do comportamento do escoamento no interior do leito é observado pela medida realizada fora do mesmo. Observou-se melhores resultados em sistemas com um elevado adimensional D/Dp e baixos valores do número de Reynolds para as simulações do escoamento realizadas na região de saída do leito. Nestes resultados verificaram-se desvios variando entre 2,97% e 30,23% em relação a dados experimentais, para diferentes condições operacionais do sistema. Através da simulação da velocidade central ao longo da posição axial no tubo vazio, foi possível mapear a influencia do tubo vazio sobre o escoamento na região de saída do leito fixo, avaliando a diferença dessa velocidade média central com relação a mesma calculada à saída do leito.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Resumo e Abstract - Marcelo Zanelato.pdf: 40596 bytes, checksum: dde8f1ed9fc529913a1ef11f5663efd9 (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é realiza do um estudo da aplicação do circuito gradador de tensão em compressores herméticos para refrigeração doméstica. Os motores de indução operam com fluxo de entreferro quase constante, o que significa perdas magnéticas também quase constantes. A variação da tensão aplicada ao motor com consequente redução do fluxo no entre ferro representa um ganho de eficiência em relação à alimentação com tensão nominal fixa, quando a carga não requer fluxo total. Através da simulação dinâmica ado motor de indução monofásico operando com tensão senoidal e com gradador de tensão um estudo de caso é apresentado, sendo quantificados os ganhos de eficiência em aplicações reais de refrigeradores. Um circuito e método de controle do gradador de tensão com foco na melhor relação custo/eficiência é sugerido. Um novo projeto do motor estuda do é realizado para avaliar a aplicação do grada dor de tensão como dispositivo capaz de ampliar a faixa de tensão de operação de compressor sem regiões com baixa qualidade de energia, mantendo características de eficiência próxima são projeto original.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work analyzes a voltage regulator applied to low-voltage single-phase distribution networks, especially long distribution rural distribution lines with problems to comply with voltage level standards. This voltage regulator is classified as D-STATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator), since it is composed of a single-phase PWM inverter connected in parallel with the point common coupling through a second-order LC filter, composing a third order circuit (LCL circuit) with the line inductance. A digital control system is proposed for the D-STATCOM in this dissertation, composed of three voltage loops: the damping, the control loop of the AC voltage, which controls the voltage supplied by the regulator control loop and the DC voltage control loop, responsible for regulating the DC bus voltage. Moreover, a full-state feedback controller is used to achieve active damping of the LCL filter resonance. Finally, experimental results are presented to demonstrate the efficiency of the proposed control system / Neste trabalho é realizado um estudo acerca de um regulador de tensão aplicado a redes de distribuição monofásicas de baixa tensão, especialmente para longas linhas de distribuição rurais que apresentam problemas de adequação dos níveis de tensão. A topologia do regulador de tensão classifica-se como D-STATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator), uma vez que é composto por um inversor PWM (Pulse Width Modulation) monofásico conectado em paralelo com o ponto de acoplamento comum através de um filtro LC, compondo um sistema de terceira ordem (LCL) com a indutância da rede. Um sistema de controle digital para o D-STATCOM é proposto nesta Dissertação, sendo composto por três malhas de tensão: a de amortecimento, a malha de controle da tensão CA, responsável pelo controle da tensão fornecida pelo regulador e a malha de controle da tensão CC, responsável pela regulação da tensão do barramento CC. Além disso, emprega-se uma retroação de estados a fim de realizar o amortecimento ativo do filtro LCL. Por fim, resultados experimentais são apresentados para demonstrar a eficiência do sistema de controle proposto.

A presente dissertação tem como objetivo principal estudar a propagação acústica em escoamentos monofásicos. Para tal, são analisados sinais transientes de pressão fornecidos por sensores instalados em posições conhecidas na linha de teste, através do estudo de técnicas de análise de sinais, a fim de investigar se as variações do conteúdo espectral dos sinais são influenciadas pela ocorrência de vazamentos no duto. A análise dos sinais foi realizada nos planos temporal, frequencial, tempo-frequência e estatístico. Os resultados experimentais foram obtidos no oleoduto piloto do NETeF - Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos da USP - Universidade de São Paulo, com uma seção de testes com 1500 metros e diâmetro de 51,2 mm, com escoamento monofásico de água. Os resultados obtidos através da análise tempo-frequência mostraram-se satisfatórios, sendo esta técnica capaz de identificar a composição espectral instantânea de um sinal, ou seja, foi eficiente na identificação de picos de amplitude da frequência ao longo do eixo temporal. Além disso, a análise probabilística, através do desvio-padrão do sinal também mostrou-se eficiente exibindo uma disparidade significativa entre os sinais com e sem vazamento. / The present dissertation reports on the study of the acoustic propagation in single-phase flow. It analyzes the transient signals provided by pressure sensors in known locations in the test line through the study of signal analysis techniques to investigate if the variations in spectral content of the signals are influenced by the occurrence of leaks in the pipe. The analysis of signals was performed in the time, frequency, time-frequency and statistical plans. The experimental results were obtained in a 1500 meter-long and 51.2 millimeter-diameter pilot pipeline at the Center of Thermal Engineering and Fluids, with single-phase flow of water. The results obtained by time-frequency analysis were satisfactory, allowing identifying the spectral composition of an instantaneous signal, i.e., the analysis was effective in identifying the frequency amplitude peaks along the time axis. Moreover, probabilistic analysis using the standard deviation of the signal was also efficient, displaying a significant disparity between the signals with and without leakage.

O principal objetivo desta tese é estudar os efeitos inerciais e de pressão do escoamento médio sobre o próprio escoamento médio de jatos bi-dimensionais confinados. Os escoamentos considerados no presente trabalho são turbulentos, isotérmicos, incompressíveis e compostos por fluidos simples. A introdução e a revisão bibliográfica são feitas por meio da apresentação: das motivações tecnológicas e fundamentais para a escolha do tema da presente tese; do cenário no qual a abordagem adotada está inserida; dos parâmetros adimensionais usualmente adotados na literatura para caracterizar os jatos bidimensionais confinados (parâmetros clássicos); e dos dados experimentais levantados na literatura na forma de correlações semi-empíricas, e de perfis de propriedades do escoamento. A presente tese desenvolve uma abordagem integral e adimensional para jatos confinados. As hipóteses adotadas nesta abordagem são aquelas relativas a escoamentos em camada fina cisalhante, e a escoamentos não dissipativos. A abordagem é baseada em balanços integrais de massa e quantidade de movimento. Os termos de quantidade de movimento são classificados como inerciais ou de pressão; e como fluxos, forças ou fontes. Esta classificação permite analisar os efeitos considerados pelos parâmetros adimensionais clássicos. Os parâmetros clássicos não satizfazem simultaneamente às seguintes condições: ser baseado em uma superfície de controle fechada; e ter os efeitos inerciais e de pressão separados em parâmetros distintos. Desta forma, são desenvolvidos dois parâmetros adimensionais novos. Estes parâmetros novos são usados na definição de variáveis adimensionais cuja finalidade é obter uma regra de escalonamento apropriada. A regra de escalonamento desenvolvida é validada por meio de sua aplicação a três bancos de dados de literatura. Esta aplicação mostra a influência dos efeitos inerciais e de pressão sobre o escoamento. A qualidade dos dados experimentais de literatura e próprios também é avaliada pela aplicação desta mesma regra de escalonamento. O túnel de vento construído para estudo de jatos confinados axi-simétricos é apresentado por meio: dos requisitos de projeto; dos critérios de projeto; e da descrição dos componentes. Este túnel possui seção de teste com 300mm de diâmetro e 1500mm de comprimento; contração com razão de área de 4 : 1 e lanças de ar com diâmetros de 10mm, 40mm, 75mm e 150mm. Os procedimentos experimentais adotados na caracterização do escoamento do túnel de vento axi-simétrico incluem: a técnica de determinação do tensor das tensões de Reynolds e do vetor velocidade média em função de medições de velocidade média e de tensão normal de Reynolds em 6 direções distintas; a validação desta técnica; e as correções de posicionamento e de direcionamento do intrumento de medição. O instrumento de medição utilizado foi um anemômetro a laser (LDV). As principais contribuições da presente tese são as seguintes: redesenvolvimento dos parâmetros adimensionais clássicos de jatos confinados por meio de uma metodologia e nomenclatura unificada; proposição de dois parâmetros adimensionais para jatos confinados, um para efeitos inerciais e outro para efeitos de pressão; incremento do banco de dados experimentais referentes a jatos confinados; construção de um túnel de vento axi-simétrico para estudo de jatos confinados; e descoberta da existência de similaridade em jatos confinados com gradiente de pressão elevado. / The main objective of this thesis is to study the mean flow inertial and pressure effects on the mean flow itself in two-dimensional confined jets. The flows considered in the present work are turbulent, isothermal, incompressible and single-fluid. The introduction and the bibliographical review are done by the following presentations: technological and fundamental motivations for the choice of the thesis subject; the scene where the adopted approach is included; dimensionless parameters usually adopted in the literature for two-dimensional confined jets characterization (classic parameters); and experimental data found in literature as semi-empirical correlation, and as mean flow properties profiles. This thesis develops an integral and dimensionless approach for confined jets. The hypotheses adopted in such approach are the thin shear layer approximation, and the non-dissipative flow assumption. The approach is based on mass and momentum integral balances. The terms are classified as inertial or as pressure; and as flux, as force, or as source. Such classification allows the analysis of the effects considered by the dimensionless classic parameters. The classic parameters do not satisfy the following conditions simultaneously: to be based on a closed control surface; and to separate the inertial and pressure effects in distinct parameters. Due to this, two new dimensionless parameters are developed. The new dimensionless parameters are used in dimensionless variables definition whose purpose is to obtain a proper scaling rule. The developed scaling rule is validated applying it to three data banks from literature. This application shows the inertial and pressure effects on the flow. The quality of the literature and the own data bank is evaluated by this scaling rule application. The wind tunnel built for axi-symmetric confined jets studies is presented by: project requirements; project criteria; and components description. This tunnel has a test section with 300mm in diameter and 1500mm in length; contraction area rate of 4 : 1; and air guns with 10mm, 40mm, 75mm and 150mm in diameters. The procedures adopted in the axi-symmetric wind tunnel flow characterization include: the scheme to determine the Reynolds stress tensor and the mean velocity vector from mean velocity and normal Reynolds stress measurements in six distinct directions; this scheme validation; and the positioning and directioning probe corrections. The instrument used was a laser Doppler velocimeter. The main contributions of the present thesis are the following: redevelopment of the confined jets classic dimensionless parameters through an unified methodology and nomenclature; the proposition of two new confined jets dimensionless parameters, one for inertial effects and other for pressure effects. improvement of experimental data bank regarding confined jets; construction of an axi-symmetric wind tunnel for confined jet studies; and the discovery of the similarity existence in confined jets with high pressure gradient.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rafael Campos resumo.pdf: 28958 bytes, checksum: c0306d4f10c2c1dab1c5e8750f4a0ea1 (MD5) Previous issue date: 2008-07-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this work is to study the rotor flux vector control applied to a single-phase induction motor drive. Initially, a mathematical model of the motor will be derived. The motor equations will be transformed to the stationary reference frame so that the angular dependency due to the asymmetry of the motor variables is eliminated. Then is discussed that single-phase induction motor can be viewed as a two-phase system. A mathematical model to derive the motor parameters is presented. The next step is to analyze the rotor flux vector control, pointing out the need for a symmetry transformation of the motor parameters. Two control methods are presented: direct rotor flux control and indirect rotor flux control. Theses control methods are validated through numerical simulations. Experimental analyses making use of a digital signal processor are carried out. The results obtained show the good dynamic response when the vector control method is applied to a single-phase induction motor drive system. / Este trabalho tem por objetivo estudar o acionamento do motor de indução utilizando o método de controle vetorial por fluxo de rotor. Inicialmente, desenvolvido o modelo matemático do motor de indução monofásico transformado o eixo estacionário para que seja eliminada a dependência angular das variáveis do devido à assimetria dos parâmetros do motor. É observado que o motor monofásico pode ser apresentado em configuração bifásica. Em seguida, um estudo de netrização do motor é realizado. O controle vetorial é analisado na seqüência, observando a necessidade de simetria dos parâmetros do motor para que haja um controle o do motor. São considerados dois métodos: controle direto do fluxo de rotor e indireto do fluxo de rotor. Analisa-se, também, o comportamento do controle de simulações numéricas Na seqüência,implementa-se experimentalmente o controle utilizando um processador digital de sinais. Os resultados obtidos mostram que o estudado ao ser aplicado ao motor de indução monofásico apresenta uma boa ta dinâmica para o sistema, tanto para método direto quanto para o método indireto.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-07-05T19:28:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ghunter Paulo Viajante - 2009.pdf: 4054510 bytes, checksum: 7a7664ef1ea06fe7cc1052791f2fb337 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2017-07-07T19:26:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ghunter Paulo Viajante - 2009.pdf: 4054510 bytes, checksum: 7a7664ef1ea06fe7cc1052791f2fb337 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-07T19:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ghunter Paulo Viajante - 2009.pdf: 4054510 bytes, checksum: 7a7664ef1ea06fe7cc1052791f2fb337 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2009-06-02 / This work presents the project, construction and automation of a test bench for single-phase induction motor, up to 1 CV, based on a Brazilian Standard, ABNT 5383- 2/2007. In order to reach this purpose, theoretical studies on data acquisition systems, virtual instrumentation, industrial communication protocols and normalized testing methodologies are performed. After test bench construction, tests based on the Brazilian Standard are performed, in order to test a single-phase induction motor with starting capacitor .The tests results are presented. / Este trabalho apresenta o projeto, implementação e automação de uma bancada para ensaios de motores de indução monofásicos de potência até 1 CV baseados na norma brasileira ABNT 5383-2/2007. Para tanto, foram realizados estudos teóricos acerca de sistemas de aquisição de dados, instrumentação virtual, protocolos de comunicação industrial e as metodologias de ensaios apresentadas na norma. Após a construção da bancada foram realizados os principais testes contemplados na norma brasileira em um motor de indução monofásico com capacitor de partida e apresentados os resultados.

A presente dissertação tem como objetivo principal estudar a propagação acústica em escoamentos monofásicos. Para tal, são analisados sinais transientes de pressão fornecidos por sensores instalados em posições conhecidas na linha de teste, através do estudo de técnicas de análise de sinais, a fim de investigar se as variações do conteúdo espectral dos sinais são influenciadas pela ocorrência de vazamentos no duto. A análise dos sinais foi realizada nos planos temporal, frequencial, tempo-frequência e estatístico. Os resultados experimentais foram obtidos no oleoduto piloto do NETeF - Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos da USP - Universidade de São Paulo, com uma seção de testes com 1500 metros e diâmetro de 51,2 mm, com escoamento monofásico de água. Os resultados obtidos através da análise tempo-frequência mostraram-se satisfatórios, sendo esta técnica capaz de identificar a composição espectral instantânea de um sinal, ou seja, foi eficiente na identificação de picos de amplitude da frequência ao longo do eixo temporal. Além disso, a análise probabilística, através do desvio-padrão do sinal também mostrou-se eficiente exibindo uma disparidade significativa entre os sinais com e sem vazamento. / The present dissertation reports on the study of the acoustic propagation in single-phase flow. It analyzes the transient signals provided by pressure sensors in known locations in the test line through the study of signal analysis techniques to investigate if the variations in spectral content of the signals are influenced by the occurrence of leaks in the pipe. The analysis of signals was performed in the time, frequency, time-frequency and statistical plans. The experimental results were obtained in a 1500 meter-long and 51.2 millimeter-diameter pilot pipeline at the Center of Thermal Engineering and Fluids, with single-phase flow of water. The results obtained by time-frequency analysis were satisfactory, allowing identifying the spectral composition of an instantaneous signal, i.e., the analysis was effective in identifying the frequency amplitude peaks along the time axis. Moreover, probabilistic analysis using the standard deviation of the signal was also efficient, displaying a significant disparity between the signals with and without leakage.

O principal objetivo desta tese é estudar os efeitos inerciais e de pressão do escoamento médio sobre o próprio escoamento médio de jatos bi-dimensionais confinados. Os escoamentos considerados no presente trabalho são turbulentos, isotérmicos, incompressíveis e compostos por fluidos simples. A introdução e a revisão bibliográfica são feitas por meio da apresentação: das motivações tecnológicas e fundamentais para a escolha do tema da presente tese; do cenário no qual a abordagem adotada está inserida; dos parâmetros adimensionais usualmente adotados na literatura para caracterizar os jatos bidimensionais confinados (parâmetros clássicos); e dos dados experimentais levantados na literatura na forma de correlações semi-empíricas, e de perfis de propriedades do escoamento. A presente tese desenvolve uma abordagem integral e adimensional para jatos confinados. As hipóteses adotadas nesta abordagem são aquelas relativas a escoamentos em camada fina cisalhante, e a escoamentos não dissipativos. A abordagem é baseada em balanços integrais de massa e quantidade de movimento. Os termos de quantidade de movimento são classificados como inerciais ou de pressão; e como fluxos, forças ou fontes. Esta classificação permite analisar os efeitos considerados pelos parâmetros adimensionais clássicos. Os parâmetros clássicos não satizfazem simultaneamente às seguintes condições: ser baseado em uma superfície de controle fechada; e ter os efeitos inerciais e de pressão separados em parâmetros distintos. Desta forma, são desenvolvidos dois parâmetros adimensionais novos. Estes parâmetros novos são usados na definição de variáveis adimensionais cuja finalidade é obter uma regra de escalonamento apropriada. A regra de escalonamento desenvolvida é validada por meio de sua aplicação a três bancos de dados de literatura. Esta aplicação mostra a influência dos efeitos inerciais e de pressão sobre o escoamento. A qualidade dos dados experimentais de literatura e próprios também é avaliada pela aplicação desta mesma regra de escalonamento. O túnel de vento construído para estudo de jatos confinados axi-simétricos é apresentado por meio: dos requisitos de projeto; dos critérios de projeto; e da descrição dos componentes. Este túnel possui seção de teste com 300mm de diâmetro e 1500mm de comprimento; contração com razão de área de 4 : 1 e lanças de ar com diâmetros de 10mm, 40mm, 75mm e 150mm. Os procedimentos experimentais adotados na caracterização do escoamento do túnel de vento axi-simétrico incluem: a técnica de determinação do tensor das tensões de Reynolds e do vetor velocidade média em função de medições de velocidade média e de tensão normal de Reynolds em 6 direções distintas; a validação desta técnica; e as correções de posicionamento e de direcionamento do intrumento de medição. O instrumento de medição utilizado foi um anemômetro a laser (LDV). As principais contribuições da presente tese são as seguintes: redesenvolvimento dos parâmetros adimensionais clássicos de jatos confinados por meio de uma metodologia e nomenclatura unificada; proposição de dois parâmetros adimensionais para jatos confinados, um para efeitos inerciais e outro para efeitos de pressão; incremento do banco de dados experimentais referentes a jatos confinados; construção de um túnel de vento axi-simétrico para estudo de jatos confinados; e descoberta da existência de similaridade em jatos confinados com gradiente de pressão elevado. / The main objective of this thesis is to study the mean flow inertial and pressure effects on the mean flow itself in two-dimensional confined jets. The flows considered in the present work are turbulent, isothermal, incompressible and single-fluid. The introduction and the bibliographical review are done by the following presentations: technological and fundamental motivations for the choice of the thesis subject; the scene where the adopted approach is included; dimensionless parameters usually adopted in the literature for two-dimensional confined jets characterization (classic parameters); and experimental data found in literature as semi-empirical correlation, and as mean flow properties profiles. This thesis develops an integral and dimensionless approach for confined jets. The hypotheses adopted in such approach are the thin shear layer approximation, and the non-dissipative flow assumption. The approach is based on mass and momentum integral balances. The terms are classified as inertial or as pressure; and as flux, as force, or as source. Such classification allows the analysis of the effects considered by the dimensionless classic parameters. The classic parameters do not satisfy the following conditions simultaneously: to be based on a closed control surface; and to separate the inertial and pressure effects in distinct parameters. Due to this, two new dimensionless parameters are developed. The new dimensionless parameters are used in dimensionless variables definition whose purpose is to obtain a proper scaling rule. The developed scaling rule is validated applying it to three data banks from literature. This application shows the inertial and pressure effects on the flow. The quality of the literature and the own data bank is evaluated by this scaling rule application. The wind tunnel built for axi-symmetric confined jets studies is presented by: project requirements; project criteria; and components description. This tunnel has a test section with 300mm in diameter and 1500mm in length; contraction area rate of 4 : 1; and air guns with 10mm, 40mm, 75mm and 150mm in diameters. The procedures adopted in the axi-symmetric wind tunnel flow characterization include: the scheme to determine the Reynolds stress tensor and the mean velocity vector from mean velocity and normal Reynolds stress measurements in six distinct directions; this scheme validation; and the positioning and directioning probe corrections. The instrument used was a laser Doppler velocimeter. The main contributions of the present thesis are the following: redevelopment of the confined jets classic dimensionless parameters through an unified methodology and nomenclature; the proposition of two new confined jets dimensionless parameters, one for inertial effects and other for pressure effects. improvement of experimental data bank regarding confined jets; construction of an axi-symmetric wind tunnel for confined jet studies; and the discovery of the similarity existence in confined jets with high pressure gradient.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work proposes a sensorless speed control applied to single-phase induction motors (SPIM). The objective is to present an alternative for variable speed single-phase motor drives for residencial applications, which operate mostly with constant speed. For contextualization in the actual scenario, firstly a bibliographic review about variable speed operation of single-phase induction motors is presented. After, the mathematical model that represents the single-phase induction motor dynamic behavior is developed, and following, the model validation to obtain the electrical parameters is done with classical experimental tests. Then, a field orientation technique applied to single-phase induction motors is presented, where a new mathematical model is developed for the application of this technique in this motor. Also, this work proposes a method of single-phase induction motors rotor speed estimation using an MRAS (Model Reference Adaptive System) algorithm, based on the calculation of the motor s reactive power. So, some simulation results are presented for the validation of the proposed estimation technique. The speed controller used is a discrete PI because the simplicity of its implementation. Two discrete PI s controllers are used for current control. Finally, experimental results obtained in a computer based environment are presented to validate the proposed techniques with and without rotor speed sensor. / Este trabalho propõe um controle de velocidade sensorless aplicado a motores de indução monofásicos. Tem-se por objetivo proporcionar uma alternativa de acionamento com velocidade variável dos motores de indução monofásicos em aplicações residenciais, nas quais estes geralmente operam em velocidades fixas. Para contextualização do tema no cenário atual, inicialmente é apresentada uma revisão da literatura quanto aos acionamentos a velocidade variável de motores de indução monofásicos. A partir da revisão da literatura é desenvolvido o modelo matemático que representa o comportamento dinâmico do motor de indução monofásico e, juntamente com este tópico, a validação do modelo para obtenção dos parâmetros elétricos é feita a partir de ensaios clássicos. Em seguida, é apresentada uma técnica de controle por orientação no campo aplicada a motores de indução monofásicos, com a obtenção de um novo modelo matemático onde essa técnica possa ser aplicada. Além disso, esse trabalho propõe um método de estimação da velocidade rotórica de motores de indução monofásicos a partir de um algoritmo MRAS (Model Reference Adaptive System), baseado no cálculo da potência reativa deste motor. Com isso, são apresentados resultados de simulação para validação da técnica de estimação proposta. O controlador de velocidade escolhido é um PI discreto, que teve sua escolha definida pela simplicidade de implementação. Dois controladores PI s discretos também são usados para o controle das malhas de corrente. Por fim, são apresentados resultados experimentais desenvolvidos em plataforma computadorizada que validam as técnicas propostas, tanto no controle de velocidade com a medição da mesma, como no controle de velocidade sem o uso do sensor.