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Elaboração de um modelo para o controle do processo de pasteurização em cerveja envazada (In-Package) / Formulation of a model for controlling the pasteurization process of bottled beer (IN-PACKAGE)

Fontana, Daniel Horacio Girotti January 2009 (has links)
A pasteurização é um processo térmico de tratamento de alimentos, sendo amplamente difundido na indústria de bebidas. É ela que provê ao produto sua durabilidade dentro dos padrões adequados ao consumo humano. Suas ações também têm impacto direto nas propriedades organolépticas e estabilidade química do produto. Os produtos geralmente são pasteurizados em equipamentos de grandes dimensões, chamados de túneis pasteurizadores. Nestes equipamentos, os alimentos são pasteurizados no sistema in-package, ou seja, já envasados, de forma a eliminar os microorganismos presentes também no vasilhame. Este trabalho tem por objetivo a investigação dos fenômenos de transferência de calor que ocorrem na pasteurização de cerveja engarrafada bem como a elaboração de um modelo analítico visando permitir um controle do processo térmico. Para a obtenção dos valores dos coeficientes de troca térmica global foi projetada e construída uma bancada de testes que permite recriar as mesmas condições existentes nas máquinas reais. Com esta bancada são obtidos resultados que permitem analisar os coeficientes globais de transferência de calor e estudadas suas relações com a massa e geometria do vasilhame em estudo. Estes coeficientes alimentam um modelo analítico proposto que possa ser facilmente implementado de forma a consolidar o sistema de controle do processo de pasteurização. Os coeficientes obtidos atingem uma boa confiabilidade do modelo para este caso em estudo além de permitir um conhecimento mais profundo sobre o processo térmico e seu comportamento fluidodinâmico. De forma a consolidar o pressente trabalho, simulações numéricas são realizadas para permitir a uma visualização mais clara das características de processo através os campos de temperatura e velocidade, para comprovação das observações efetuadas nos estudos experimentais. O modelo proposto de transferência de calor para o controle do processo, com seus coeficientes, juntamente com o equacionamento da intensidade de pasteurização, permitiram a construção de uma máquina onde os resultados deste estudo são utilizados, atingindo uma eficiência de processo da ordem de 95%, suficiente para a consolidação da solução junto ao mercado. / Pasteurization is one of the most important processes applied in drinking industry. It is the process that provides the product the needed durability in order to ensure a secure consumption for human beings. The effects of pasteurization also affect the organoleptic properties of the products and its chemical stability. The products are pasteurized in large equipments called tunnel pasteurizers, and the process is also called in-package pasteurization. That means that the product is processed already bottled, in order to eliminate the microorganisms that may be present in the bottle. This work has the purpose to investigate the physical phenomena’s that occurs during beer pasteurization, and to elaborate an analytical model that describes the thermal problem. In order to acquire the global heat transfer coefficients, as the analysis of the thermal resistances involved, it is designed and constructed an analysis machine that creates all the conditions that can be found in real machines. With this analysis machine, it is obtained the results of the global heat transfer coefficients, and it relations with the mass and the geometry aspect ratio of the bottle. The coefficients will be implemented in the model proposed in order to allow the creation of a pasteurization control system that can be programmed for a real machine, today not featured in the machines offered in the Brazilian market The obtained coefficients ensures a good reliability of the model for this special purpose as also allows a depth knowledge of the thermal and fluid-dynamic process, for future studies that can be developed in the area. For the consolidation of the proposed model, investigations are performed using numerical methods for a complete observation of the most important features that has influence in the process. This work enabled the construction of a real machine with pasteurization process control, using the model together with the obtained heat transfer coefficients. Some results of measures made at this machine are presented, showing that it can ensure a efficiency of 95%. This result turns to be good enough in order to approve the machine for operations in the domestic market.
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Modelagem de Socialidade em Roedores Equimiídeos Utilizando Simulação Computacional Salvador

Rios, Vitor Passos 20 August 2013 (has links)
Submitted by Mendes Eduardo (dasilva@ufba.br) on 2013-08-20T15:02:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Vitor Passos Rios.pdf: 1023920 bytes, checksum: 29923c8cd57fcf790632f6344e19b418 (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br) on 2013-08-20T21:01:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Vitor Passos Rios.pdf: 1023920 bytes, checksum: 29923c8cd57fcf790632f6344e19b418 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-20T21:01:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Vitor Passos Rios.pdf: 1023920 bytes, checksum: 29923c8cd57fcf790632f6344e19b418 (MD5) / Cnpq, Fapesb / A vida em grupo, ou socialidade, não apresenta uma definição unânime na literatura, com vários autores propondo diversos “graus” ou “rotas” de socialidade. As próprias definições de “sociedade” e a discriminação dos graus em que esta pode ser exibida por animais variam de autor para autor. Esta situação torna necessário discutir os conceitos relacionados à socialidade. Simulações computacionais permitem controle total das variáveis simuladas e a eliminação de variáveis de confusão, o que nem sempre é possível em campo ou no laboratório. Para construir o modelo pretendido, escolhemos utilizar simulações computacionais geradas através da técnica dos agentes autônomos que permite criar agentes com características individuais, que interagem entre si segundo um conjunto de regras predeterminadas, fatores como variação individual de características (por exemplo, hierarquias de dominância), que não podem ser incluídos em modelos baseados em equações (ou, caso o sejam, requerem equações muito mais complexas). Neste trabalho, revisamos as definições e conceitos correntes sobre socialidade, as variáveis que a compõem, e, a partir destas definições, propomos um modelo de socialidade visando simular padrões vistos na natureza, utilizando uma técnica de modelagem pouco utilizada no campo da ecologia comportamental, a modelagem baseada em agentes, e testamos a validade desse modelo contra uma situação experimental em cativeiro utilizando espécies aparentadas de roedores. A variação excessiva exibida pelas espécies de roedores utilizadas no experimento dificulta a comparação entre elas e com o modelo computacional. As causas mais prováveis da discordância entre modelo e experimento são alguns aspectos do algoritmo da simulação, como a taxa de atividade dos agentes, e a variação excessiva dentro do experimento com as espécies de roedores. / Salvador (BA)
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Desenvolvimento e validação experimental de um modelo para a previsão do desempenho de compressores rotativos de pistão rolante

Brancher, Ricardo D' Agnoluzzo January 2013 (has links)
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:33:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 324688.pdf: 4222954 bytes, checksum: c728756e149719589b936145d592119e (MD5) Previous issue date: 2013 / O desempenho de um compressor é afetado por ineficiências elétricas, mecânicas e termodinâmicas. As perdas elétricas estão associadas ao motor elétrico e ao dispositivo de partida do compressor, enquanto que as perdas mecânicas ocorrem devido ao atrito em mancais e ao bombeamento de óleo. As ineficiências termodinâmicas ocorrem nos processos de compressão, expansão, sucção e descarga, originadas por transferência de calor, vazamentos, dinâmica de válvulas, entre outros aspectos. A presente dissertação aborda o desenvolvimento e a validação de um modelo para a previsão numérica do desempenho de compressores rotativos de pistão rolante comumente utilizados em condicionadores de ar. Dados de entrada importantes do modelo foram obtidos experimentalmente, tais como folgas entre componentes móveis, rigidez e frequência natural da válvula de descarga e eficiência do motor elétrico. Visando a acurácia do modelo, áreas efetivas de escoamento e de força associadas aos processos de sucção e descarga foram determinadas através de simulações numéricas do escoamento, incluindo a influência da posição do pistão rolante. Com auxílio de uma bancada, dados experimentais foram obtidos para o diagrama p-V, bem como para eficiências volumétrica e isentrópica. Resultados numéricos foram comparados com dados experimentais e apresentaram concordância satisfatória em diferentes condições de operação, representadas por pares de temperatura de evaporação e condensação, validando o modelo desenvolvido. <br> / Abstract : The performance of a compressor is affected by electrical, mechanical and thermodynamic inefficiencies. Electrical losses occur in the electric motor, while mechanical losses are due to friction in the bearings and oil pumping. Thermodynamic inefficiencies take place in the compression, expansion, suction and discharge processes and are associated with heat transfer, gas leakage, valve dynamics, among other aspects. The present thesis describes the development and validation of a numerical model for predicting the performance of rolling piston compressors commonly used in air conditioners. Relevant input data required by the model, such as clearances between moving parts, valve stiffness and natural frequency and electric motor efficiency, were obtained experimentally. Correlations for effective flow and force areas associated with the suction and discharge processes were derived from flow simulations, including the influence of the rolling piston. Experimental data for p-V diagram, as well as for compressor isentropic and volumetric efficiencies, were obtained in a calorimeter. Numerical predictions were compared with experimental data and showed good agreement in different operating conditions, represented by pairs of evaporating and condensing temperatures, validating the model developed.
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Estimação de volumes de tráfego com base na morfologia urbana. Estudo de caso: cidade de Fortaleza-CE / Estimation of volume traffic from urban. Case Fortaleza-CE

Jales, Antonio Wagner Lopes 12 1900 (has links)
JALES, A. W. L. Estimação de volumes de tráfego com base na morfologia urbana. Estudo de caso: Cidade de Fortaleza-CE. 2009. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Zacarias Barbosa Matias Junior (zaca@det.ufc.br) on 2013-05-23T14:53:10Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_awljales.pdf: 2176952 bytes, checksum: e0eac5e63b318d9be5fb08117e2d2aa8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-27T11:57:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_awljales.pdf: 2176952 bytes, checksum: e0eac5e63b318d9be5fb08117e2d2aa8 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-27T11:57:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_awljales.pdf: 2176952 bytes, checksum: e0eac5e63b318d9be5fb08117e2d2aa8 (MD5) Previous issue date: 2009-12 / This paper presents an alternative methodological proposal for macroscopic modeling of traffic flows rates, considering the grid design as inductor of veicular flows, configuring a case study of the Daily Average Volumes of Fortaleza City, Ceará State. The tool called Space Syntax and one of its derivations called Angle Segments Analysis were used as a criterion of hierarchization of the streets. The values generated by such tool were used as input data as well as operational data of traffic were used for the construction of a training scheme for modeling through Artificial Neural Networks, and the values of Daily Average Volumes were used as output ones. The research aims at developing low cost method to preview volume flows and that could eliminate the need of numerous data required by the traditional UTMS modeling know as of four-stage model like for example, the survey origin / destination. / Este trabalho apresenta uma proposta metodológica alternativa para a modelagem macroscópica de tráfego de veículos, considerando o próprio desenho da malha como indutor dos fluxos de veículos, constituindo-se num estudo de caso dos Volumes Médios Diários da cidade de Fortaleza (CE). Foi utilizada a ferramenta chamada de Sintaxe Espacial e uma de suas derivações, chamada de Análise Angular de Segmentos, como critério de hierarquização das vias. Os valores gerados por tal ferramenta foram utilizados como dados de entrada, juntamente com os dados operacionais de tráfego para a construção de um esquema de treinamento para modelagem através de Redes Neurais Artificiais. Como dados de saída, foram utilizados os valores de VMD. O objetivo foi desenvolver um método de baixo custo para estimar o volume tráfego veicular e que eliminasse a necessidade de numerosos dados exigidos para a modelagem tradicional ou modelo “quatro etapas”, como por exemplo a pesquisa origem / destino.
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Escoamento incompressível com condição de Neumann para a pressão: simulação e formulação matricial em variáveis primitivas / Incompressible flow with neumann pressure condition : simulation and matrix formulation in primitives variables

Bravo Asenjo, Elba Orocia January 1997 (has links)
Um algoritmo, com velocidade e pressão como variáveis primárias e com condição de Neumann para a pressão, visando analisar escoamentos incompressíveis e aplicado ao estudo do problema da cavidade, é apresentado neste trabalho. São utilizados métodos em diferenças central, up-wind e semi-lagrangeano e formulados matricialmente. O campo da pressão é atualizado de maneira direta, através da equação de Poisson, e inicializado por mínimos quadrados. Simulações são feitas com variados números de Reynolds, obtendo-se o deslocamento do vórtice central e a aparição de vórtices secundários e terciários. / An algorithm with velocity and pressure as primary unknowns and with Neumann pressure boundary condition, to analyse incompressible ows is presented in this work, and it is applied to study the driven cavity ow. Central, up-wind and semi-lagrangean nite di erences schemes, formulated in matrix terms, are employed. The pressure eld is updated directly from Poisson's equation and initialized by least-squares. Simulations with several Reynolds numbers are made, obtaining the displacement of the central vortex as well as the development of secondary and terciary vortices.
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Desenvolvimento de um modelo para análise do campo acústico gerado por chamas difusivas

Carpes, Charles Quevedo January 2015 (has links)
A combustão possuí inúmeras aplicações comerciais e industriais. Consequentemente, o entendimento dos processos de combustão possuí elevado valor comercial em diferentes setores como aviação, transportes, produção de energia, entre outros. Diversos equipamentos utilizam uma chama para realizar a conversão de energia através da queima. Exemplos desses dispositivos são os fornos industriais e as turbinas a gás. Garantir que a chama permaneça acesa por tempo indeterminado é um problema comum na etapa de desenvolvimento desses queimadores. Por este motivo, muitas pesquisas são realizadas para entender os mecanismos envolvidos na estabilização de uma chama. Em particular, o estudo dos fenômenos termoacústicos tem ganhado destaque nos últimos anos, pois verificou-se que mesmo pequenas oscilações acústicas, isto é oscilações de pressão, podem interferir na estabilidade de uma chama e reduzir a eficiência do queimador. Alguns efeitos da interação da chama com o campo acústico ainda não estão totalmente compreendidos e os modelos utilizados para descrever esses sistemas são ainda raros ou restritos. Considerando essa situação, o presente trabalho busca combinar os modelos existentes e propor um equacionamento que possibilite analisar a acústica de chamas de maneira rápida e suficientemente precisa. O número de equações resolvidas numericamente é reduzido através do desacoplamento da parte química do problema e sua solução é feita previamente de forma analítica. O conjunto de equações obtido nesse processo é implementado em uma linguagem de programação e são realizados 3 testes para comparar a precisão dos dados obtidos com os dados presentes na literatura. Verifica-se que é possível obter boa concordância com os dados experimentais mesmo após algumas simplificações e o desacoplamento das equações químicas. Como o número de equações resolvidas numericamente ´e menor, o custo computacional do problema também é reduzido. Acredita-se que o conjunto de equações apresentado possa ser melhorado continuamente e que possa ser aplicado para finalidades comerciais, de pesquisa e de desenvolvimento na ´area de queimadores de alto desempenho. / The combustion has numerous commercial and industrial applications. Consequently, the understanding of the process of combustion has high commercial value in different sectors such as aviation, transport, energy production, among others. Several devices use a flame to perform the conversion of energy by burning. Examples of these devices are industrial burners and gas turbines. A common problem in the design of these burners is ensure that the flame stays on indefinitely. For this reason, research is being carried out to understand the mechanisms involved in stabilizing a flame. In particular, the study of thermoacoustic phenomena has gained prominence in recent years because it was observed that even small acoustic oscillations, i.e., pressure oscillations may interfere the stability of the flame and reduce the flare efficiency. Some effects of the interaction of the flame with the acoustic field are not yet fully understood and the models used to describe these systems are still rare or restricted. Given this situation, this work seeks to combine existing models and propose a set of equations that allows analysing the acoustics of flames in quickly and sufficiently precise manner. The number of equations numerically solved is reduced by decoupling the chemical part of the problem, whose solution is previously obtained analytically. The set of equations obtained in this process is implemented in a programming language and are performed three tests to compare the accuracy of the data with the data in the literature. Good agreement with the experimental data is obtained even after some simplifications and the decoupling of chemical equations. Because the number of equations solved numerically is smaller, the computational cost of the problem is also reduced. It is believed that the presented set of equations can be continually improved and can be applied for commercial applications, research and development of high-performance burners.
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Análise numérica da vibração induzida por vórtices de dois cilindros alinhados com o escoamento

Narváez Campo, Gabriel Fernando January 2015 (has links)
A interação fluido estrutura faz parte de uma ampla gama de estudos da atualidade. Em função das interações dinâmicas entre fluido e estrutura, baseadas tanto nas propriedades do fluido e do escoamento quanto nas características estruturais do corpo submerso, poderá ocorrer vibração induzida por vórtices (VIV) e/ou a vibração induzida pelo escoamento (FIV). Neste trabalho a abordagem desse problema é do tipo numérica, mediante o uso do código Incompact3d, acoplado com um modelo dinâmico de oscilador simples. O esquema do Incompact3d permite a solução das equações de Navier-Stokes mediante Simulação Numérica Direta (DNS). O caso específico para o qual aplica-se o modelo numérico é o caso de dois cilindros circulares lisos idênticos alinhados com o escoamento. A validação do código é feita para números de Reynolds (Re) entre 100 e 300, espaçamento entre centro dos cilindros (S=D) entre 1; 5 e 10; 0 e velocidades reduzidas (U0) entre 2 e 14. Os cenários simulados são: cilindros de montante e de jusante fixos (MF JF), cilindros de montante e de jusante livres na direção transversal ao escoamento (MLy JLy) e cilindros de montante e de jusante livres nas duas direções (MLxy JLxy). Devido à carência de estudos comparativos entres estes três cenários, para números de Reynolds da ordem de 102 e espaçamento crítico (S=D 3; 5, que é função do Re), o presente trabalho estuda as estruturas formadas no escoamento, além das vibrações induzidas, a partir de simulações 2D para Re = 200 e 300, S=D = 3; 5 e 2 < U0 < 14, que corresponde à região onde acontecem os fenômenos tanto de ressonância quanto de galloping. Encontra-se que para o cenário MLyJLy a máximas oscilações ocorrem para 5 U0 8 e são maiores para Re = 300. Em termos de amplitudes de vibração, os cenários MLxy JLxy tiveram os maiores deslocamentos relativos, em relação aos MLy JLy. / The fluid-structure interaction makes part of a great number of current studies. As a function of dynamic interactions between fluid and structure, based on fluid and flow properties as on structural characteristics of the submerged body, could occur vortex induced vibration (VIV) and/or flow induced vibration (FIV). This work has a numerical approach to the problem, using Incompact3d code coupled with a simple oscillator dynamic model. The Incompact3d numerical scheme allows to solve the Navier-Stokes equations via Direct Numerical Simulation (DNS ). The coupled numerical code was applied to case of two circular smooth identical cylinders in cross-flow (tandem). The code validation is made for Reynolds numbers between 100 and 300, spacing between center-to-center cylinder (S=D) between 1; 5 and 10; 0 and reduced velocities (U0) between 2 and 14. The conditions simulated are: both cylinders fixed (MF JF), both cylinders free in transversal streamwise direction (MLy JLy) and both cylinders free to oscillate parallel and transverse to the streamwise direction (MLxy JLxy). Due to the absence of comparative studies between these settings, for Reynolds number O(102) and critical spacing (S=D 3; 5, which is a function of Re), the present work studies the flow structures, moreover induced vibrations, via 2D simulations for Re = 200 and Re = 300, S=D = 3; 5 and 2 < U0 < 14, that correspond to the region where resonance and galloping phenomena take place. It is found for MLy JLy escenary that the greatest oscillations occur for 5 U0 8 and they are greater than the correspond to Re = 300. All the MLxy JLxy settings have greater oscillations than the MLy JLy settings.
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Solução analítica da equação cinética de difusão multigrupo de nêutrons em geometria cartesiana unidimensional pela técnica da transformada integral / Analytical solution of the multigroup neutron diffusion kinetic equation in one-dimensional cartesian geometry by the integral transform technique

Ceolin, Celina January 2010 (has links)
O objetivo deste trabalho consiste na obtenção de uma solução analítica para a equação cinética de difusão de nêutrons unidimensional e em geometria cartesiana, para problemas monoenergéticos e com multigrupos de energia. Essas equações são do tipo stiff, devido as amplas diferenças nas ordens de grandeza das escalas de tempo dos fenômenos físicos envolvidos, fato que as torna de difícil solução. A ideia básica do método proposto consiste na aplicação da expansão espectral do fluxo escalar espacial e da concentração de precursores, aplicação de momentos e solução de problema matricial resultante pela técnica da transformada de Laplace. Tendo em vista que a equação para a concentração de precursores é uma equação diferencial linear de primeira ordem na variável temporal, para tornar possível a aplicação do método espectral, foi introduzido um termo de difusão fictícia multiplicado por um valor " pequeno e positivo. Por esse procedimento, foi possível encontrar uma solução analítica para o problema estudado. Foram realizadas simulações numéricas e análise dos resultados obtidos com a precisão controlada pela ordem de truncamento da série. / The objective of this work is to obtain an analytical solution of the neutron diffusion kinetic equation in one-dimensional cartesian geometry, to monoenergetic and multigroup problems. These equations are of the type stiff, due to large differences in the orders of magnitude of the time scales of the physical phenomena involved, which make them difficult to solve. The basic idea of the proposed method is applying the spectral expansion in the scalar flux and in the precursor concentration, taking moments and solving the resulting matrix problem by the Laplace transform technique. Bearing in mind that the equation for the precursor concentration is a first order linear differential equation in the time variable, to enable the application of the spectral method we introduce actitious difusion term multiplied by a positive value which tends to zero. This procedure opened the possibility to and an analytical solution to the problem studied. We report numerical simulations and analysis of the results obtained with the precision controlled by the truncation order of the series.
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Desenvolvimento de ferramenta de cálculo termodinâmico usando o modelo PC-SAFT

Silveira Júnior, Nauro da January 2008 (has links)
A modelagem termodinâmica apresenta um papel fundamental no desenvolvimento e simulação de processos químicos. Esta modelagem utiliza como ferramenta modelos matemáticos conhecidos como equações de estado. Com o desenvolvimento da mecânica estatística aplicada, novos tipos de equações de estado foram propostas para uso prático em engenharia. Uma delas, PC-SAFT (Perturbed Chain-Statistical Associating Fluid Theory), tem mostrado um grande potencial de aplicação, sendo capaz de vencer a grande maioria das limitações apresentadas por outros modelos e podendo ser aplicada para vários tipos de sistemas contendo fluidos puros e misturas, incluindo casos nos quais estão presentes polímeros. O presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de ferramentas para utilização da equação de estado PC-SAFT para o cálculo de propriedades termodinâmicas e de equilíbrio de fases. Tais ferramentas deverão ser utilizadas para realização deste tipo de cálculo para polímeros e suas soluções em um simulador de processos que está sendo desenvolvido com colaboração do nosso grupo de pesquisa. As propriedades termodinâmicas para as quais foram implementadas rotinas de cálculo foram a pressão, energia livre de Helmholtz residual, pressão de vapor, ponto crítico de substâncias puras, coeficiente de fugacidade e potencial químico residual. Em relação ao equilíbrio de fases, foram implementadas rotinas para o equilíbrio líquidovapor de misturas binárias e multicomponentes, sendo que para misturas binárias ainda foi implementada uma rotina para misturas contendo polímeros. No caso dos polímeros, foram também implementadas rotinas para o cálculo do equilíbrio líquido-líquido de soluções contendo polímeros polidispersos. Foram propostas metodologias para que uma inicialização adequada de todos os processos considerados que requerem o uso de métodos iterativos e, também, uma mudança de variável para melhorar o desempenho da estimação de parâmetros do modelo. Todas as rotinas foram desenvolvidas no software MatLab e a validação das rotinas desenvolvidas foi feita através da comparação de suas predições com dados experimentais e numéricos da literatura. A grande quantidade de informação gerada nos testes também permitiu identificar os principais problemas numéricos associados a algumas das etapas de cálculo. / The thermodynamic modeling plays a fundamental role in the development and simulation of chemical processes. This modeling is based on the use of mathematical models known as equations of state. With the development of applied statistical mechanics, new types of equations of state were proposed for use in practical engineering. PC-SAFT (Perturbed Chain-Associating Statistical Fluid Theory) is among these models and has shown great potential of application, being able to overcome most of the limitations presented by other models and applicable to various types of systems containing pure fluids and mixtures, including polymeric systems. The main goal of this work was the development of tools for the application of the PC-SAFT equation of state for the calculation of thermodynamic properties and phase equilibrium. These tools are meant to be used for performing this kind of calculation for polymers and their solutions in a process simulator which is being developed with collaboration of our research group. The thermodynamic properties for which calculating routines were implemented were pressure, residual Helmholtz free energy, vapor pressure, critical point of pure substances, fugacity coefficient, and residual chemical potential. Regarding the phase equilibria, the following routines were implemented: vapor-liquid equilibrium of binary and multi-component mixtures of non-polymeric materials, vapor-liquid equilibrium of binary mixtures containing polymers, and liquid-liquid equilibrium for solutions of polydisperse polymers. Routines have also been implemented for the determination the parameters of the PC-SAFT equation of state for pure substances. Methodologies for the definition of appropriate initialization values for the calculation routines requiring the use iterative processes were also developed and a change of variable was proposed to improve the performance of the parameter estimation problem. All routines were implemented in the MatLab 5.0 and their validation was accomplished by comparing our predictions with experimental and numerical data from the literature. The vast amount of information generated in the tests performed also allowed identifying the main numerical problems related to some of the calculation processes.
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Simulações de soldagem por arco e resistência elétrica usando o método dos elementos finitos / Analysis of resistance spot weld and arc weld using finite element method

Wentz, André Viegas January 2008 (has links)
Neste trabalho foi feito um estudo sobre técnicas numéricas de simulação de soldagem. O estudo aplica o Método dos Elementos Finitos como principal ferramenta de análise para este processo. São abordados processos populares na indústria metal/mecânica como a soldagem por arco elétrico, e por resistência elétrica. Uma revisão bibliográfica contendo diversas aplicações do uso deste tipo de simulação é inclusa e comentada. Incluindo aplicações como controle em tempo real do processo de soldagem e previsão de distorções. Um roteiro guia para execução de análises de soldas é desenvolvido, onde são mostrados os métodos utilizados atualmente e suas limitações. Comentários sobre a influência que as simplificações têm na análise são realizados. Por fim dois exemplos de simulação de soldagem são executados onde os resultados são comparados com dados experimentais e outras simulações da literatura. Foi concluído que aplicando as simplificações apropriadas, simulações de soldagem economicamente viáveis e fisicamente realistas são possíveis. / In this work, a study on modern techniques of welding simulation is done. The Finite Element Method is used as the main analysis tool for this process. Commonly used process like Resistance Spot Welding and Arc Welding are the main subject. Many applications of this kind of simulation are added and commented showing the many uses available to it. A guide showing stages and resources to be use and follow is included, remarks are made about its limitations to help others in achieving a successfully welding simulation. The influence of such simplifications on the results is pointed. For completeness, two examples using finite element analysis are made and the results are compared to experimental and numerical data found in the literature. It was concluded that using the right simplifications, it is possible to achieve an economically and fiscally accurate simulation.

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