Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252391.pdf: 1646869 bytes, checksum: 4539f2f2a9fb7b68835ed45471d550fc (MD5) / Os termossifões são dispositivos de condutividade térmica muito elevada, sendo capazes de transportar grandes quantidades de calor quando sujeitos à pequenos gradientes de temperatura. Em sua forma mais simples são formados por um tubo oco (geralmente metálico) contendo um fluido de trabalho, sendo divididos em três regiões principais: evaporador, onde calor é fornecido ao dispositivo, secção adiabática (que pode ser minimizada e até não existir) e condensador, onde calor é rejeitado. O presente trabalho apresentada primeiramente uma extensa revisão bibliográfica sobre termossifões e tubos de calor aplicados a altas temperaturas, ou seja, temperaturas superiores a 350 oC. As informações sobre tubos de calor são úteis para o entendimento dos aspectos mecânicos envolvidos em termossifões. Esta revisão engloba um levantamento bibliográfico dos candidatos ao fluido de trabalho e investiga modelos matemáticos da literatura afim. Correlações para a predição de diversos coeficientes de troca térmica encontrados durante a operação de termossifões são também apresentadas. Um modelo teórico do comportamento térmico de um termossifão com metal líquido como fluido de trabalho é desenvolvido. Os processos de condensação e evaporação que ocorrem no interior do termossifão são modelados a partir do modelo de Nusselt para paredes planas. Tanto a distribuição de temperatura na parede do invólucro quanto a previsão das espessuras dos filmes de condensado no interior do tubo são modelados. Métodos numéricos são empregados na solução deste modelo. A fim de gerar dados para comparação com o modelo proposto, um estudo experimental é desenvolvido. Este envolve a construção de uma bancada experimental, que permite a análise do desempenho térmico dos termossifões que empregam mercúrio como fluidos de trabalho. Os resultados teóricos do modelo apresentaram uma boa concordância com os dados experimentais no condensador, porém no evaporador a comparação é menos precisa, conseqüência do coeficiente de transferência de calor da piscina e das considerações adotadas no modelo desenvolvido. Thermosyphons are high thermal conductivity devices that can transfer high quantities of heat when subjected to small temperature gradients. In its most simple form, a thermosyphon is a hollow evacuated metal pipe, charged by a pre-determined amount of an appropriate working fluid. It can be divided into three main sections: evaporator, where the heat is delivered to the device, an adiabatic section (which may or may not exist) and a condenser, where the heat is released. First, an extensive literature review about thermosyphons and heat pipes for higher temperature levels (above 350o C) is presented. Information about heat pipes are useful for understanding the mechanical aspects involved in thermosyphons. The working fluid candidates are examined and some mathematical models are investigated. Literature correlations for several heat transfer coefficients observed during the operation of thermosyphons are also presented. A mathematical model is developed to predict the thermal behavior of liquid metal thermosyphon. The condensation and evaporation process are modeled based on the Nusselt model for flat plates. The temperature distribution along the tube and the thickness of the working fluid films are also modeled. Numerical methods are employed to solve the mathematical model developed. To generate data to be compared with the theoretical results, an experimental study was conducted, including the construction of an apparatus, which allows mercury thermosyphon tests in high temperature levels. The theoretical results of the model showed good agreement with experimental data in the condenser, but the comparison is less accurate in evaporator, consequence of the heat transfer coefficients of the pool and considerations adopted this model.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-24T05:43:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 256494.pdf: 10524230 bytes, checksum: 89327573399c03814a193dcf05308aaa (MD5) / Jatos d'água circulares são utilizados como um eficiente meio de controle de resfriamento de tiras laminadas a quente, devido ao elevado fluxo de calor extraído com o uso de equipamentos relativamente simples. A microestrutura e as propriedades mecânicas da tira de aço dependem do controle da taxa de resfriamento na mesa de saída do laminador. Portanto, determinar os coeficientes e os regimes de transferência de calor, que ocorrem durante a incidência de jato d'água sobre superfície de aço à alta temperatura, são fundamentais para o sistema de controle de resfriamento. Este trabalho apresenta um estudo experimental, analítico e numérico dos efeitos do resfriamento de um jato d'água circular subresfriado em uma placa de aço a elevadas temperaturas (600 a 900ºC). As características térmicas foram examinadas por meio de curvas de resfriamento, em função das diferentes condições de teste. Foi realizada uma análise numérica, usando o método inverso da condução de calor transiente, para calcular os fluxos de calor e o histórico de temperaturas na superfície de impacto do jato d'água, a partir das temperaturas medidas por termopares inseridos internamente em placas quadradas de aço inoxidável. Os fluxos e coeficientes de transferência de calor são comparados com os resultados e as correlações existentes na literatura. Os resultados experimentais mostraram que, na zona de incidência do jato, a água estará em contato direto com a superfície aquecida, mesmo que esta exceda, em muito, a temperatura de saturação e o regime de transferência de calor não é monofásico. Os resultados obtidos contribuirão para a otimização, modelo e dimensionamento de sistemas de resfriamento em laminadores de tiras a quente e um melhor entendimento dos modos de transferência de calor envolvidos durante o resfriamento de uma placa aquecida a elevadas temperaturas. Impingement circular water jets have been used as an efficient cooling process for hot strip mill, because of the high heat flux extracted using relatively simple equipment. The microstructure and mechanical properties of the steel depend on cooling control system on the runout table. Therefore, accurate heat transfer coefficient and the understanding of the thermal phenomenon during the incidence of the water jet on hot steel surface at high temperature are essential for the cooling control system. This paper presents the experimental, analytical and numerical study of the cooling effects of hot steel plate at high temperatures (600 to 900°C) cooled by an impinging circular water jet. The thermal characteristics were examined by means of the cooling curves as a function of different test conditions. The inverse heat conduction was used to calculate the heat flux on the impinging surface from the measured temperatures by four thermocouples inserted in square stainless steel plates. The heat fluxes are compared with the results and correlations existing in the literature. The experimental results showed that in the impingement zone, the water will be in direct contact with the heated surface, even the surface temperature exceeds, very much, the saturation temperature and heat transfer regime is not monophase. The results will contribute to the optimization and sizing of cooling systems for hot strip mill and a better understanding of the heat transfer regimes during the cooling the a hot steel plate at high temperatures.

[pt] Nesta dissertação avaliamos a transmissão intergeracional de capital humano no Brasil, separando o efeito da escolaridade de mãe e pai sobre a defasagem idade-série de filhos e filhas na escola. A partir de dados das PNADs de 1988 e 1996, estimativas através do método de Mínimos Quadrados Ordinários indicam presença de fortes não-linearidades nessas relações e efeitos diferentes para meninos e meninas. Utilizando séries históricas de escolas e professores por Unidade da Federação do IBGE como fonte de identificação do efeito causal de escolaridade dos pais sobre o desempenho dos filhos, o método de Mínimos Quadrados em Dois Estágios com variáveis instrumentais aponta efeitos significantes tanto de escolaridade da mãe quanto do pai, mas não permite distingui-los adequadamente. / [en] In this work we study the intergenerational transmission of human capital in Brazil. We evaluate the effect of both mother and father`s education, measured as years of schooling, on their children`s school performance. Using data from 1988 and 1996 PNADs we find strong non-linearities in our OLS estimates, as well as different effects on boys and girls. We then isolate pure causal effect of parent´s schooling on their offpring´s by using historical series of schools and theachers as instruments for parent´s education in our 2SLS-IV strategy. The results show strong evidence of a direct causal effect of parent´s schooling on their children´s, though our strategy is unable to separate mother´s and father´s effects properly

[pt] As simulações de redes elétricas são atualmente fundamentais para o setor elétrico. Uma de suas principais utilidades é permitir a análise de falhas e ocorrências, que eventualmente passariam despercebidas. Existe atualmente, uma grande variedade de algoritmos para realizar simulações de redes lineares, que correspondem à grande maioria dos testes realizados em uma rede elétrica típica, quando submetidos a situações usuais. Contudo, existem consumidores de grande porte que possuem cargas não-lineares com uma grande influência na rede que a alimenta. Sendo assim, torna-se necessário modelar esta carga não-linear para que possa ser inserida no simulador da rede elétrica. Este trabalho propõe um método para a formulação das equações de estado de redes não-lineares de forma sistemática. A formulação do problema é, neste caso, parte fundamental da sua solução, já que atualmente existem, comercialmente, algoritmos capazes de resolver equações diferenciais não-lineares, como as que serão abordadas. Este trabalho apresenta a simulação de uma rede elétrica contendo sub-redes lineares e sub-redes não-lineares, utilizando um modelo de linhas de transmissão a parâmetros distribuídos através de filtros digitais, permitindo a simulação da subrede linear em taxas mais baixas. / [en] Electrical network simulations are currently very important to the electricity sector. A major benefit from simulations is to permit a deeper insight into faulty network situations, that otherwise could eventually pass unnoticed. Currently, there are many algorithms that simulate linear networks, which comprise the majority of the tests done in a typical network, when subject to normal situations. However, there are large consumers, whose loads are nonlinear. These loads represent large influences to their power feeding network. Thus, it becomes necessary to model this nonlinear sub network so it can be inserted into the electrical network simulator. The purpose of this work is to develop a formulation approach for the nonlinear state equations that represents a nonlinear electrical network. The formulation of the network is, in this case, an essential part of the solution, since there are currently algorithms capable of solving nonlinear differential equations, like the ones that will be studied in this work.

[pt] Como alternativa ao cálculo do desempenho através de métodos analíticos, é desenvolvido um programa de simulação de sistemas de transmissão digital com modulação de fase (PSK, Off-set PSK e MSK) e recepção coerente através de canais não lineares. Representando os sinais através de suas envoltórias complexas o programa permite simular qualquer modelo de canal envolvendo filtros e não linearidades, estas representadas através de suas curvas de conversão AM / AM e AM / PM. O programa fornece 3 resultados: Estimativas da probabilidade de erro, do espectro de potência e o diagrama de olho. O ruído térmico é considerado apenas na entrada do receptor. Para o cálculo da probabilidade de erro entretanto este ruído não é simulado sendo seu efeito calculado analiticamente através de um procedimento denominado simulação híbrida. Os resultados obtidos pelo programa são bastante próximos de resultados teóricos e de medidas em diversas aplicações. / [en] As an alternative approach to evaluate the performance by analytical methods, a simulation program for Digital Transmission Systems with phase modulation (PSK, Off Set and MSK) and coherent reception, through non-linear channels is developed. Representing the signals by their complex envelopes, the program is able to simulate any channel model including filters and non-linearities wich are represented by their AM / AM and AM / PM curves. The program furnishes 3 results: Error probability estimation, power spectrum estimation and eye diagram. The thermal noise is considered only at the receiver input. The effect of the thermal noise is evaluated analytically (hybrid simulation), instead of generating the noise within the program. The results given by the program are very close to theoretical results and measurements obtained in several applications

[pt] A avaliação da confiabilidade de geração e transmissão em sistemas de potência, freqüentemente denominada confiabilidade composta, permite a identificação especifica de problemas no atendimento relacionados com a localização dos consumidores na rede de transmissão. Este trabalho apresenta um algoritmo computacional eficiente para o cálculo dos índices de confiabilidade composta utilizando o método da freqüência e duração, o qual está baseado em técnicas de Markov. Os índices obtidos são considerados como uma medida de adequação da disponibilidade de geração e transmissão em relação aos diversos níveis de carga. A avaliação destes índices é realizada após a simulação de duas situações operativas distintas: antes e depois das medidas corretivas (redespacho da geração e corte de carga). As principais contribuições desta dissertação estão concentradas em dois aspectos fundamentais para a avaliação da confiabilidade composta: redução consistente no número de possíveis cenários para a disponibilidade de geração, o que conseqüentemente diminui o tamanho do espaço de estado a ser avaliado, e uma ferramenta eficiente para a análise de desempenho dos estados compostos (geração, transmissão e carga) selecionados. Esta análise é efetuada através de um algoritmo que lineariza as equações de fluxo de potência para determinar divisões do espaço de estado (modelo multilinear). O algoritmo proposto é aplicado ao Sistema Teste de Confiabilidade do IEEE e os resultados são amplamente discutidos. / [en] The evaluation of generation and transmission reliability in power system, usually referred to composite reliability, allows specific identification of problems in power supply related to consumer location in transmission network. This work presents an efficient computational algorithm for calculation of composition of composite reliabillity indices using the frequency and duration method, based on Markov techniques. The obtained indices are considered as an adequacy measure of generation and transmission availability in respect to different load levels. The evaluation of these indices is carried out for two distinct operational situations: before and after remedial actions (generation redispatch and load shedding). The main contributions of this dissertaion are concetrated on two fundamental aspects for the composite reliability evaluation: consistent reduction in the number of possible scenarios for generation avaibility, which consequently reduces the state space sizes to be evaluated, and an efficient tool for the performance analysis of selected composite states (generation, transmission and load demand). This analysis is carried out by na algorithm which linearizes load flow equations for defined state space allocations (multilinear model). The proposed algorithm is applied to IEEE reliability Teste System and the results are fully discussed.

[pt] Os algoritmos para a localização de falta encontrados na literatura são baseados em equações algébricas obtidas da malha de falta [4], [16]. Para as faltas monofásicas, a resistência de arco, a resistência de pé de torre e a impedância de sequência zero da linha são incluídas. Essa última impedância, por ser composta de uma soma entre as impedâncias longitudinal e de retorno pela terra (multiplicada por três), pode comprometer a precisão desses algoritmos na indicação do local da falta, pois, a resistividade do solo sob a linha varia frequentemente. Dados reais [25] e de testes laboratoriais [50] têm comprovado isso. Apesar da variação dessa resistividade, nenhum dos algoritmos publicados na literatura questionou a utilização dessa impedância no processo de localização de falta. O objetivo deste trabalho é justamente propor um novo algoritmo capaz de localizar qualquer falta, sem se apoiar nos parâmetros de sequência zero da rede. A principal contribuição deste trabalho está na utilização somente dos circuitos de sequência positiva e/ou negativa para a localização de faltas em sistemas de potência. Por não utilizar qualquer parâmetro de sequência zero, o novo algoritmo aqui proposto é capaz de localizar falta, tanto em linha de transmissão com subestações em derivação ao longo de sua extensão quanto em linha sem essas subestações em derivação. Na primeira, a localização de falta não foi contemplada por qualquer algoritmos publicados na literatura, pois, esses tinham como objetivo, o atendimento somente às linhas sem subestações em derivação ao longo de sua extensão. Por isso, além do ineditismo na forma de localização, este novo algoritmo é aplicável à qualquer configuração de linha, o que representa uma contribuição adicional deste trabalho. Esse novo processo visa a localização de falta em sistemas elétricos, mesmo os fortemente malhados. Por isso, constitui o embrião de uma possível e provável nova filosofia de proteção para relés de distância. / [en] Present fault location algorithms are based on algebraic equations derived from the faulty network [4], [16]. Their common characteristic is to use zero-sequence description to apply Kichoff`s Laws. As a result, the are resistance, the tower footing resistance and the zero-sequence impedance of the line are included in the overall system of equations, describing the network. This last impedance, composed by the longitudinal and by the ground retum impedances scaled by three, frequently compromises the these algorithms accuracy. The reason is the underline ground resistance fluctuation with temperature, rain, etc. a very annoying fact, particularly in understudied remote tropical regions, a common situation in Brazil. In spite of the noticed ground-resistance variations, none of the algorithms published in specific literature has questioned the use of this impedance in the fault location producedures. The aim of this work is to propose a new algorithm capable to locate any fault, requiring no support of the network zero-sequence parameters and/or negative-sequence circuit network models. Avoiding the of zero-sequence parameters permits the new fault location algorithm to be applied not only to isolated transmission lines, but to a variety of network topologies, including transmission lines tapped by local distribution substations, a completely new result. The proposed algorithm not only is less sensitive to local physical conditions, but may be applied to complex transmission line configurations, which represents an additional contribution of this work. The new process includes fault location for transmission lines embeded in extremely meshed power networks it, therefore, constitutes the beginning of a new of distance relay protection philosophy.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:36:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241711.pdf: 2684172 bytes, checksum: 44bfd3c48f06188b93c7c716f39a314a (MD5) / Em processos de troca térmica em câmaras de combustão de fornos, caldeiras e fornalhas de aquecimento, a compreensão das distribuições de temperatura e das taxas de transferência de calor é fundamental, além de como são influenciadas por determinadas variáveis. A presente pesquisa, no nível de mestrado, tem por objetivo desenvolver e aplicar uma metodologia experimental para avaliar qualitativamente a distribuição de convecção e radiação dentro de uma câmara de combustão. Isto é feito mediante metodologia desenvolvida no LABTUCAL - UFSC. As distribuições internas de temperatura também são avaliadas, incluindo fatores e interação entre estes fatores que podem ser relevantes nestas distribuições. Isto é feito através de um planejamento fatorial completo, originando um mapeamento tridimensional da câmara de combustão. Os parâmetros testados são: a vazão de gás, o volume da câmara de combustão e o confinamento do queimador, onde a vazão se mostrou o parâmetro mais ativo no experimento. O aparato experimental consiste em uma câmara de combustão, semelhante àquelas utilizadas em equipamentos que empregam tecnologia de tubos de calor e termossifões. Uma estimativa da qualidade da queima de gás é feita, de maneira a associar o processo de combustão com as distribuições térmicas observadas, tendo esta sido considerada boa por emitir baixos teores de monóxido de carbono. Com os resultados deste estudo, é possível inferir a performance térmica de um queimador de pequeno porte (queimador doméstico), além de sua adaptabilidade ao equipamento a que se destina. Através da investigação de parâmetros importantes relacionados à performance de câmaras de combustão, melhores projetos podem ser feitos de maneira a aprimorar o aproveitamento da energia liberada na queima de gás.

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:11:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 780.pdf: 551424 bytes, checksum: eb6147b8f4a551cd26adef77d07734d8 (MD5) Previous issue date: 2004 / Objetivo: O presente estudo buscou, analisar espaço-temporalmente os casos de aids adquiridos por transmissão vertical do HIV, no Brasil, entre 1989 e 1997, bem como analisar as falhas na detecção da infecção pelo HIV na gestação. Métodos: Esta dissertação é apresentada sob a forma de dois artigos. O primeiro aborda a análise espaço-temporal dos casos de aids adquiridos por transmissão vertical no Brasil, sendo utilizados dados do Sistema Nacional de Agravo de Notificação (SINAN). Foi proposto um método de correção do número de casos notificados, levando em consideração o atraso de notificação. O segundo artigo tem enfoque nas oportunidades perdidas de detecção da infecção pelo HIV em gestantes, expressas pelas falhas do sistema de saúde em solicitar o teste de HIV na gestação e fornecer o resultado antes do parto. Grau de instrução da mãe, região geográfica, e tamanho do município de realização do parto foram as variáveis utilizadas para eselecer as desigualdades regionais e socioeconômicas. Para o segundo artigo foram utilizados os dados coletados no Estudo Sentinela-Parturiente, realizado em 2002. Os dados utilizados nos dois artigos foram cedidos pelo Programa Nacional de DST e Aids.Resultados: No primeiro artigo, estimou-se que somente 37,1 por cento dos casos são notificados em até dois anos após o nascimento, para o Brasil. Após a correção, análise das séries temporais no período 1989-97 mostrou tendência de aumento até 1996 e uma queda no número de casos, no ano de 1997, para o Brasil e Grandes Regiões, com exceção da Região Nordeste, que apresentou aumento continuado. No segundo artigo, a cobertura efetiva do teste de HIV durante a gestação foi estimada em 52 por cento. As enormes desigualdades sócio-espaciais ficam evidenciadas na comparação entre as Grandes Regiões, o grau de escolaridade e tamanho do município (em número de habitantes). As recomendações do Ministério da Saúde foram atendidas, completamente, por somente 27 por cento parturientes. Conclusões: Os resultados mostram que é preciso otimizar o processo de notificação dos casos. A cobertura baixa de teste de HIV na gestação indica a necessidade de medidas voltadas para uma maior cobertura da detecção do HIV na gestação.

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 464.pdf: 2184869 bytes, checksum: 546c00621fbc00f469c682ab5d4bc5ed (MD5) Previous issue date: 2002 / Busca compreender as implicações éticas da oferta do teste rápido anti-HIV a gestantes em trabalho de parto. Interessou-nos conhecer os fatores que teriam influenciado as políticas públicas de saúde na escolha de determinadas estratégias para a prevenção da transmissão do vírus da AIDS, da mulher para o bebê, durante a gravidez e, particularmente, durante o trabalho de parto. Embora lançando mão de ferramentas utilizadas pela teoria principialista, nossa abordagem incorporou elementos da bioética de inspiração feminista. Assim, trilhamos nosso debate em torno do dilema autonomia da gestante em trabalho de parto versus beneficência do futuro bebê. Por entender que no plano dos dilemas estão, também, em jogo as motivações humanas, nos impusemos responder à seguinte pergunta: Haveria, no cotidiano, elementos que anotassem para o reconhecimento da existência de um conflito entre diferentes interesses? Realizamos nosso trabalho de campo, entrevistando gestores de políticas públicas, profissionais de saúde que ofereceram os testes rápidos às parturientes e, também, mulheres que passaram pela experiência. Desta forma, foi possível apreender algumas ambigüidades presentes nesta política de saúde e dar visibilidade aos dilemas morais da oferta do teste anti-HIV às gestantes em trabalho de parto.