Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-05T16:52:44Z No. of bitstreams: 1 124991.pdf: 802477 bytes, checksum: 3e3a9a9342d03604f0de880d74202495 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-05T16:52:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 124991.pdf: 802477 bytes, checksum: 3e3a9a9342d03604f0de880d74202495 (MD5) Previous issue date: 1971-04 / CAPES / Análise de perturbação para a convecção natural laminar junto a uma placa inclinada isotérmica, utilizando a solução clássica da camada limite como aproximação de ordem zero. A análise é estendida para perturbações atê segunda ordem, de tal forma que maior número de termos das equações de conservação são considerados e seus efeitos analisados separadamente. Todas as equações de perturbação foram resolvidas numericamente para os números de Prandtl 0.733 e 0.03 e ângulos de inclinação 0,30,45 e 60. As distribuições das componentes do campo de velocidade e o campo de temperatura foram comparados com os resultados experimentais existentes na literatura. Traçaram-se as curvas do número de Nusselt em função do número de Grashof e determinaram-se os números de Grashof limites para os quais as correções do fluxo térmico são iguais a 5%. / The present work performs a perturbation analysis of laminar free convection about an inclined isothermal plate, using the classical boundary layer solution as the zeroth-order perturbation. The analysis is extended to second-order perturbations and the effects of the additional terms considered in the conservation equations are investigated separately. The perturbation equations were solved Prandtl numbers 0.733 and 0.03 and inclination angles and 60. Velocity and temperature profiles are compared to numerically for of the experimental results existing in the literature. Nusselt number versus Grashof number curves are plotted. Limiting Grashof numbers corresponding to heat flux corrections of 5 percent are presented.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-25T17:08:08Z No. of bitstreams: 1 140754.pdf: 1573243 bytes, checksum: e1bee7355a73abd33549769010a670a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-25T17:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 140754.pdf: 1573243 bytes, checksum: e1bee7355a73abd33549769010a670a2 (MD5) Previous issue date: 1975-11 / CNPq / BNDES / Em uma placa de platina mergulhada em água à temperatura de saturação, são geradas em regime transiente rampas de potência de duração de 191, 25ms e 200ms. Experimentalmente são determina das as variações da temperatura da placa, da potência gerada e do luxo de calor transmitido ao líquido em relação ao tempo. O sistema experimental segue o princípio do termômetro de resistência, que compreende a variação da resistência Ôhmica da placa com a temperatura. O controle dinâmico é feito em malha fechada por intermédio do computador híbrido EAI-TR 48, DES-30. É proposto para explicação do fenômeno um modelo teórico de mecanismo de transferência de calor considerando os regimes de pré-ebulição e ebulição nucleada. O modelo admite no regime de ebulição, uma distribuição uniforme para o crescimento de bolhas discretas ao longo do tempo na superfície da placa e leva em conta uma saturação de bolhas na placa. / ln a flat platinum ribbon immersed in saturated pool water at atmospheric pressure, power is uniformly generated at a linearly increasin'g rate with durations of 191, 25ms and 200ms. The variation with time of the ribbon temperature, power generated and energy release rate transfered to the liquid, are experimentally determined. The method applied in the experiments follows the resistance thermometry principle, and the dynamic control is made with the aid of a closed loop system using the hybrid computer EAI-TR48, DES-30. To explain the phenomenon, a theoretical model for the heat transfer mechanism is proposed which considers the preboiling and the nucleate boiling regimes. The model assumes a uniform spacial distribution for the bubbles which grow on the flat surface and a saturation density for the number of bubbles on the surface.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-26T11:10:34Z No. of bitstreams: 1 142974.pdf: 2363062 bytes, checksum: 5b249ab34e1f2f7173cca26f9717f3eb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-26T11:10:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 142974.pdf: 2363062 bytes, checksum: 5b249ab34e1f2f7173cca26f9717f3eb (MD5) Previous issue date: 1976-06 / A equação da energia da camada limite de Prandtl e resolvida pelo método integral com a utilização de um perfil de velocidades biparamétrico, polinomial e de grau variável sugerido por Geropp e um perfil de temperatura baseado no perfil proposto por Van Driest e corrigido para as considerações de existência de gradientes de pressão. A camada limite compressível laminar em presença de gradiente de pressão adverso é analisada utilizando as equações integrais da quantidade de movimento e da energia térmica. Um método para o cálculo da camada limite em função do número de Mach, temperatura uniforme da parede e determinada distribuição de sucção é aqui desenvolvido. Os resultados obtidos neste trabalho estão de acordo com as soluções exatas existentes ou soluções aproximadas precisas que utilizam uma diferente formulação da solução dos problemas de transferência de calor e mostram que a solução da equação da energia com a utilização de um parâmetro de correção para os efeitos de gradiente de pressão e temperatura constituem um meio eficiente e de grande simplicidade matemática para a resolução destes problemas. / The Prandtl's boundary layer energy equation has been solved by integral methods using a polinomial biparametric velocity profile with variable exponent as suggested by Geropp and a temperature profile presented by Van Driest which is modified to consider the presence of the pressure gradient. The compressible laminar boundary layer in an adverse pressure gradient is analyzed on the basis of the momentum and thermal integral equations. A method of calculating the boundary layer as function of the Mach number, uniform wall temperature and finite suction distribution is developed. The results obtained agree with the availables exact soluctions and the accurate approximate methods using different approach to solve the heat transfer problem and show that the solution of the thermal energy equation with the parametric correction of the pressure and temperature gradient are a mathematically simple and fast way to solve that problem.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-29T13:12:02Z No. of bitstreams: 1 144569.pdf: 3646167 bytes, checksum: 738c295be4022bae8756f0f4dd455541 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-29T13:12:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 144569.pdf: 3646167 bytes, checksum: 738c295be4022bae8756f0f4dd455541 (MD5) Previous issue date: 1976-12 / Estudo da transferência do calor em regime laminar, no duplo-tubo aletado longitudinalmente. Os problemas aqui discutidos, são os dois problemas tradicionais da transferência do calor em dutos, isto é, o estudo da solução da equação da energia sob as condições de contorno de fluxo constante e de temperatura constante perifericarnente, na parede aletada, sob a hipótese de perfil de velocidade e de temperatura plenamente desenvolvidos. Os problemas do escoamento laminar e da transferência de calor, sendo problemas a valores de contorno de caráter misto, são reduzidos a problemas de caráter mais simples pelo uso de equações integrais. O método das funções de Green é utilizado na solução de todos os problemas discutidos, resultando soluções analíticas facilmente computáveis. É estudada a influência da geometria do duto aletado sobre as configurações dos campos de velocidade, de temperatura e do fluxo local e, em função desta análise, são apresentadas algumas conclusões qualitativas sobre a eficiência da parede aletada. O desempenho do duplo-tubo, mais precisamente da parede a letada, e avaliado por meio de números de Nusselt apropriados, os quais traduzem o comportamento do duplo-tubo corno trocador campacto. A previsão dos parâmetros ótimos é feita a partir das curvas de desempenho do duplo-tubo para vários valores da altura das aletas e do número das mesmas, para cada relação de raios fixa. Embora poucos trabalhos teóricos e experimentais sejam disponíveis na literatura especializada, os resultados aqui obtidos, nos casos-limite, concordam muito bem com os resultados dos trabalhos encontrados. / Theoretical study of the steady-state laminar flow and steady-state heat transfer in finned double-tube heat exchangers. Here, the fins are plane, straigh and continuous and equally spaced, fixed on the external surface of the inner tube. Two boundary conditions are discussed; in the first one, a constant and uniform heat flux is assumed to apply steadily over the inner tube surface and over each fin; in the second one, a constant peripheral temperature distribution is assumed to apply over the inner tube surface and each fin, while a constant and uniform heat flux is assumed in the longitudinal direction of the tube and the fins. For each case, a constant and uniform heat flux is assumed on the outer tube surface. The related boundary value problems are solved analitically, with the aid of complete Green's functions and the inverse method. The influence of the geometry on the velocity and temperature distribution is analized in detail. In order to discuss and analize the finned double-tube performance as a compact heat exchanger, appropriate Nusselt numbers are defined. The predictions of the global and optimum performance are made by means of the Nusselt number curves i.e., the relationship etween the Nusselt number, the boundary conditions and the geometric characteristics of the duct. Very, litle has been published on this subject in the related literature. However, some limiting cases of the present study could be compared and are in good agreement with the available data.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-31T14:04:10Z No. of bitstreams: 1 149229.pdf: 686174 bytes, checksum: f170031e3e4162fda482686a266b9293 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T14:04:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 149229.pdf: 686174 bytes, checksum: f170031e3e4162fda482686a266b9293 (MD5) Previous issue date: 1978-11 / FINEP / CNPq / Neste trabalho de problema de contorno livre, é analisado um modelo transiente no sentido de representar os perfis de temperatura nas fases líquida e sólida, durante a fusão térmica. Os resultados experimentais obtidos em câmara especialmente: construída são confrontados com o modelo teórico condutivo, unidirecional, a fim de se estabelecer o comportamento dinâmico da frente de fusão. É também estudada a eficiência do processo térmico e sua maximização como uma função das propriedades físicas, incluindo o calor latente. / In this work a transient model of a free boundary value problem is analysed in arder to represent the temperature profile in liquid and solid phases during thermal fusion. The experimental results which were obtained in a special probe are compared with the results of the conductive unidirectional model in arder to determine the dynamical behavoir of the fusion front. The efficiency of the thermal process is also anklised with respect to its maximizing conditions as a function of the metal's physical properties, mainly its latent heat.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-01T11:50:41Z No. of bitstreams: 1 146252.pdf: 1166588 bytes, checksum: fa819fddd2b21d0d7e8c305e48e49887 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-01T11:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 146252.pdf: 1166588 bytes, checksum: fa819fddd2b21d0d7e8c305e48e49887 (MD5) Previous issue date: 1977-10 / OEA / Rivera y Co. / Em um disco de cobre horizontal imerso em água à temperatura de saturação, o calor é transferido em estado estacionário. Os níveis de fluxo de calor são regulados de forma a que seja observada a convecção livre e, em seguida, a ebulição do nucleato. O valor do fluxo de calor é determinado experimentalmente e o filme de alta velocidade é usado para registrar o crescimento de bolhas. A fim de explicar o fenômeno, propõe-se um modelo teórico para o mecanismo de transferência de calor, que considera que no processo de ebulição de nucleado ainda parte do calor é transferida por convecção livre. Nenhuma tentativa é feita para determinar o nível em que a convecção livre pode ser considerada nula. / ln a horizontal copper disk inmersed in water at saturation temperature heat is transfered in steady state. Levels of heat flux are regulated so that free convection and then nucleate boiling are observed. The value of heat flux is determined experimentally and high speed film is used to register bubble growth. ln order to explain the phenomenon a theoretical model for the heat transfer mechanism is proposed which considers that in nucleate boiling still part of heat is transfered by free convection. No attempt is made in order to determine the level in which free convection may be considered null. / En un disco horizontal de cobre sumergido en agua a la temperatura de saturación se transmiten flujos de calor en regimen permanente variando desde valores tales que se observe una etapa de convecciõn natural y otra de ebullición nucleada. Experimentalmente se determina el nivel del flujo de calor y se usa la técnica de filme a alta velocidad para observar el crecimiento de burbujas en el disco. Para explicación del fenómeno se propone un modelo teórico del mecanismo de transferencia de calor considerando que en la etapa de ebullición nucleada aun alguna parte del calor se transmite por convección natural. No se intentó determinar el nivel en el que la convección natural puede ser considerada nula.

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-02-05T13:19:37Z No. of bitstreams: 1 146180.pdf: 940273 bytes, checksum: 98e5a844fcba28d263c4970ec45c5b5c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-05T13:19:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 146180.pdf: 940273 bytes, checksum: 98e5a844fcba28d263c4970ec45c5b5c (MD5) Previous issue date: 1977-07 / CAPES / Determina-se o perfil de temperatura no escoamento de um fluido Newtoniano, turbulento, através de dois tubos cilíndricos concêntricos considerando a dissipação viscosa. Utilizam-se perfis de velocidade turbulento em camadas distintas Partindo das expressões de Deissler e Quarmby. Determinam-se os perfis de difusividade turbulento de quantidade de movimento em camadas distintas segundo Deissler e Quarmby e o perfil de difusividade turbulento de calor segundo Aser e Chao. Resolve-se o sistema numericamente pelo método de Crank-Nicholson. A influência da dissipação viscosa sobre o perfil de temperatura é bastante pronunciado na região do escoamento turbulento próximo às paredes dos tubos interno e externo e cresce na direção axial. / The temperature profile for a turbulent flow, of a newtonian fluid flowing between two concentric tubes has been determined. The velocity profile was based on the Deissler and Quarmby equations for turbulent flows. The momentum difusivity equation for the turbulent flow has been evaluated according o Deissler and Quarmby and the heat difusivity equations and represented according to Aser and Chao. These equations with the corresponding boundary conditions has beem solved employing the numerical method of Crank-Nicholson. The influence of the dissipation on the temperature profile is pronounced in the turbulent flow in the neighborhood of the inner and outer wall of the tube and increases in the axial direction.

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.