Dissertations / Theses: 'Teoria do calor'

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Ramos, Gustavo Roberto. "Método multiescala para modelagem da condução de calor transiente com geração de calor : teoria e aplicação." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2015. http://hdl.handle.net/10183/133134.

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Abstract:

O presente trabalho trata da modelagem da condução de calor transiente com geração de calor em meios heterogêneos, e tem o objetivo de desenvolver um modelo multiescala adequado a esse fenômeno. Já existem modelos multiescala na literatura relacionados ao problema proposto, e que são válidos para os seguintes casos: (a) o elemento de volume representativo tem tamanho desprezível quando comparado ao comprimento característico macroscópico (e como consequência, a microescala tem inércia térmica desprezível); ou (b) a geração de calor é homogênea na microescala. Por outro lado, o modelo proposto nesta tese, o qual é desenvolvido utilizando uma descrição variacional do problema, pode ser aplicado a elementos de volume representativos finitos e em condições em que a geração de calor é heterogênea na microescala. A discretização temporal (diferenças finitas) e as discretizações espaciais na microescala e na macroescala (método dos elementos finitos) são apresentadas em detalhes, juntamente com os algoritmos necessários para implementar a solução do problema. Nesta tese são apresentados casos numéricos simples, procurando verificar não só o modelo teórico multiescala desenvolvido, mas também a implementação feita. Para tanto, são analisados, por exemplo, (a) casos em que considera-se a microescala um material homogêneo, tornando possível a comparação da solução multiescala com a solução convencional (uma única escala) pelo método dos elementos finitos, e (b) um caso em um material heterogêneo para o qual a solução completa, isto é, modelando diretamente os constituintes no corpo macroscópico, é obtida, tornando possível a comparação com a solução multiescala. A solução na microescala para vários casos analisados nesta tese sofre grande influência da inércia térmica da microescala. Para demonstrar o potencial de aplicação do modelo multiescala, simula-se a cura de um elastômero carregado com negro de fumo. Embora a simulação demonstre que a inércia térmica não precise ser considerada para esse caso em particular, a aplicação da presente metodologia torna possível modelar a cura do elastômero diretamente sobre a microescala, uma abordagem até então não utilizada no contexto de métodos multiescala. Essa metodologia abre a possibilidade para futuros aperfeiçoamentos da modelagem do estado de cura.
This work deals with the modeling of transient heat conduction with heat generation in heterogeneous media, and its objective is to develop a proper multiscale model for this phenomenon. There already exist multiscale models in the literature related to this proposed problem, and which are valid for the following cases: (a) the representative volume element has a negligible size when compared to the characteristic macroscopic size (and, as a consequence, the microscale has a negligible thermal inertia); or (b) the heat generation is homogeneous at the microscale. On the other hand, the model proposed in this thesis, which is developed using a variational description of the problem, can be applied to finite representative volume elements and in conditions in which the heat generation is heterogeneous at the microscale. The time discretization (finite difference) and the space discretizations at both the microscale and the macroscale (finite element method) are presented in details, together with the algorithms needed for implementing the solution of the problem. In this thesis, simple numerical cases are presented, aiming to verify not only the theoretical multiscale model developed, but also its implementation. For this, it is analyzed, for instance, (a) cases in which the microscale is taken as a homogeneous material, making it possible the comparison of the multiscale solution with the conventional solution (one single scale) by the finite element method, and (b) a case in a heterogeneous material for which the full solution, that is, modeling all constituents directly on the macroscale, is obtained, making it possible the comparison with the multiscale solution. The solution at the microscale for several cases analyzed in this thesis suffers a large influence of the microscale thermal inertia. To demonstrate the application potential of the multiscale model, the cure of a carbon black loaded elastomer is simulated. Although the simulation shows that the thermal inertia does not have to be considered for this case in particular, the application of the present methodology makes it possible to model the cure of the elastomer directly at the microscale, an approach not used in multiscale methods context until now. This methodology opens the possibility for future improvements of the state of cure modeling.

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Brum, Ruth da Silva. "Teoria Construtal e desempenho térmico de Trocadores de Calor Solo-Ar." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/153247.

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Abstract:

Trocadores de Calor Solo-Ar (TCSA) são dispositivos usados para melhorar o condicionamento térmico de ambientes construídos. Eles funcionam através da ventilação do ar por um ou mais dutos enterrados, utilizando o solo como fonte ou sumidouro de calor. Em virtude da defasagem entre as temperaturas do ar e das camadas superficiais da Terra, é possível resfriar o ar no verão e aquecê-lo no inverno. Seus princípios de operação baseiam-se na mecânica dos fluidos e transferência de calor, áreas onde a teoria Construtal tem sido usada para melhorar o desempenho, ou reduzir imperfeições, de vários sistemas térmicos, após uma estratégica análise de suas geometrias (ou de seu design), também chamada de método Design Construtal que se fundamenta na lei construtal. Dessa lei, projetos em engenharia devem começar, por exemplo, descobrindo as arquiteturas que facilitam o escoamento entre uma fonte pontual e um volume, ou vice-versa. Explorando esses conceitos para TCSA, onde a corrente é o calor que flui entre os dutos e o solo, esta tese objetiva centralmente avaliar o desempenho térmico desses dispositivos em função de possíveis desenhos de suas estruturas. Particularmente, isso foi feito: (1) usando um duto e variando seu diâmetro e vazão de ar; (2) inserindo novos dutos, até um total de cinco, mantendo a vazão de ar constante, e estudando diversas disposições geométricas. Numericamente, foram empregados dois modelos testados e validados a partir de dados experimentais, que foram simulados no código comercial de dinâmica dos fluidos computacional, FLUENT, o qual baseia-se em métodos de volumes finitos. As geometrias e malhas foram geradas no software GAMBIT. Dos resultados numéricos, esta tese também avançou desenvolvendo novos modelos para o conceito de potencial térmico instantâneo, que é uma medida das diferenças de temperatura entre a saída e a entrada dos dutos de TCSA. Descobriu-se que estes modelos podiam ser simplificados em termos de funções senoidais, facilitando análises e definições analíticas subsequentes, criando um quadro resumo para grandes volumes de dados simulados. Das avaliações dos resultados nos estudos com um duto, foram encontradas faixas para a obtenção de rendimentos térmicos anuais estimados em pelo menos 80%, com mudanças no diâmetro e/ou vazão do ar. Analisando múltiplos dutos, foram reveladas melhorias significativas de rendimento com: (1) o aumento no número de dutos; (2) a redução, até certos limites, da razão entre os espaçamentos verticais e horizontais entre eles; (3) a ampliação da razão entre o volume da instalação e o volume do domínio computacional. Destaca-se, ainda, que em todos os casos foram calculados balanços energéticos, com a estimativa das taxas (e quantidade) de calor trocado, bem como da energia elétrica consumida pelos ventiladores, mostrando sua viabilidade no condicionamento de ar com redução do consumo de energia elétrica.
The Earth-Air Heat Exchangers (EAHE) are devices used to improve the thermal conditions of built environments. They work by blowing the air inside buried ducts to use the soil as heat source or sink. Due to a phase difference between the air and ground temperatures, it is possible to cool the air in the summer and heat it in the winter. These operating principles are based on the areas of fluid mechanics and heat transfer, where the Constructal theory has been used to improve the performance, or reduce imperfections, of several thermal systems, after a strategic evaluation of their geometries (or their design), also called Constructal Design method, which is anchored by the constructal law. From this law, engineering projects should begin, for example, finding the architectures which ease the flow between a source point and a volume, or vice versa. Bringing these concepts to EAHE, where the current is the heat which flows between the ducts and the soil, this thesis mainly aims to assess the thermal performance of EAHE due to possible designs of their layouts. Particularly, this was done by: (1) adopting one duct and varying its diameter and/or the air flow; (2) using up to five ducts, keeping the air flow constant, and studying various geometric shapes. Numerically, two models were used, which have been tested and validated from experimental data, and the simulations were done in the CFD software FLUENT, which is based in the finite volume methods. The geometries and meshes were generated by the software GAMBIT. From the numerical results, this thesis also pursued developing new models for the concept of the instantaneous thermal potential, which is a measure of the temperatures differences between the ducts outlet and inlet. It was found that these models can be simplified in terms of sinusoidal functions, helping analysis, definitions, and creating a framework to summarize large volumes of simulated data. From the evaluation of the data in the studies with one duct, ranges for changes in their diameter and/or air flow were found to obtain at least 80% of estimated annual efficiency. Analyzing multiple ducts, significant improvements in efficiency were also obtained by: (1) increasing the number of ducts; (2) reducing, to some extent, the ratio between their vertical and horizontal spacings; (3) increasing the ratio between the installation volume and the computational domain. It should also be highlighted that in all cases the energy balances were computed, to find the rates (and amounts) of exchanged heat, as well as the electric energy consumed by the fans, showing the economic viability of using EAHE as devices for air conditioning.

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Isidorio, de Sena Junior Marcone. "Amplitudes do calor específico para sistemas competitivos." Universidade Federal de Pernambuco, 2010. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/6924.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo900_1.pdf: 981023 bytes, checksum: e88801fa96cc764631689185ef17b1a8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Neste trabalho, usamos téecnicas de teoria de campos escalares e argumentos de grupo de renormalização para determinarmos a razão entre as amplitudes críticas do calor específico para sistemas competitivos arbitrários. Os resultados são obtidos pela primeira vez na literatura em primeira ordem na expansão em loops. Utilizamos um campo (parâmetro de ordem) de N componentes com simetria O(N). Calculamos as amplitudes críticas primeiramente para os casos anisotrópicos e isotrópicos para os comportamentos críticos do tipo Lifshitz m-axial. Posteriormente, computamos as amplitudes críticas para o sistema competitivo de Lifshitz mais geral, que corresponde a criticalidade de Lifshitz de caráter genérico, para os casos anisotrópicos e isotrópicos. Os valores obtidos são consistentes com a hipótese de universalidade

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RIBEIRO, Elinete Oliveira Raposo. "Obstáculos epistemológicos no estudo do calor." Universidade Federal do Pará, 2004. http://www.repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/1803.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0
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The intention of this work is to identify epistemological obstacles in the process of construction of related physical concepts to the heat, from the epistemology of Gaston Bachelard. The research was developed, having as public target, students of third series in the average education of a public school of Belém. For the identification of epistemological obstacles, a questionnaire of opened answers was elaborated, which was applied, first in a group, objectifying the validation of the inquiry instrument. This test, guided the reformulation of the questionnaire for future application in other groups. The answers make possible three different strategies of analysis: in the first one it was focused presence of epistemological obstacles without restricting students or questions, from which it was identified the presence of substantiality obstacle, first experience, verbal, realistic and animistic common knowledge; second it was guided to detect epistemological obstacles disclosed by each student, in all the set of questions, where we verify the presence of at least one epistemological obstacle in the set of answers of each student; third it searched to relate each question (topical) with the corresponding epistemological obstacles, where we verify that the obstacles of the first and substantiality experience were present in answers of almost all the boarded topics, and the obstacles of, verbal, realistic and animistic the common knowledge, are present in lesser frequency. In the attempt to contribute with the improvement of Physics Education, the work shows some suggestions to the theacher, searching the overcoming of these obstacles for the students.
O propósito deste trabalho é identificar obstáculos epistemológicos no processo de construção de conceitos físicos relacionados ao calor, a partir da epistemologia de Gaston Bachelard. A pesquisa foi desenvolvida, tendo como público alvo, estudantes de terceira série no ensino médio de uma escola pública de Belém. Para a identificação de obstáculos epistemológicos, foi elaborado um questionário de respostas abertas, o qual foi aplicado, primeiramente em uma turma, objetivando a validação do instrumento de investigação. Esse teste orientou a reformulação do questionário para posterior aplicação em outras turmas. As respostas possibilitaram três diferentes estratégias de análise: na primeira focalizou a presença de obstáculos epistemológicos sem restringir alunos ou questões, a partir do qual foi identificada a presença de obstáculo substancialista, experiência primeira, conhecimento geral, verbal, realista e animista; a segunda foi orientada para detectar obstáculos epistemológicos revelados por cada estudante, em todo o conjunto de questões, onde foi verificada a presença de pelo menos um obstáculo epistemológico no conjunto de respostas de cada estudante; a terceira buscou relacionar cada questão (tópico) com os correspondentes obstáculos epistemológicos, onde foi verificado que os obstáculos da experiência primeira e substancialista estavam presentes em respostas de quase todos os tópicos abordados, e os obstáculos do conhecimento geral, verbal, realista e animista, estão presentes em menor freqüência. Na tentativa de contribuir com a melhoria do Ensino de Física, o trabalho apresenta algumas sugestões aos professores, buscando a superação desses obstáculos pelos estudantes.

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Pifer, Anderson. "Teoria analítica do calor de Joseph Fourier : uma análise das bases conceituais e epistemológicas." reponame:Repositório Institucional da UFABC, 2015.

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Abstract:

Orientadora: Profa. Dra. Graciela de Souza Oliver
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa De Pós-Graduação em Ensino, História, Filosofia das Ciências e Matemática, 2015.
Em um ambiente marcado pelo paradigma newtoniano, Fourier estabeleceu sua teoria da propagação do calor em corpos sólidos mantendo a mesma tradição da mecânica racional, a qual reduzia os fenômenos naturais à análise matemática. Contudo, ele rompeu com a abordagem tradicional ao ignorar as hipóteses sobre a natureza do calor e criar um modelo físico no qual as leis da mecânica não se aplicam aos fenômenos do calor. Os trabalhos em história da ciência, que abordam as obras de Fourier, são massivamente direcionados à matemática e muito pouco é explorado do ponto de vista da física. Neste trabalho pretendemos promover esse enfoque com uma análise das bases conceituais e epistemológicas envolvidas na construção da teoria da condução do calor de Fourier, além de demonstrar que seu trabalho nessa área emerge como uma abordagem autônoma. Quanto ao ensino de física, o resultado dessa pesquisa pode contribuir para uma visão mais clara da natureza da ciência através de seus procedimentos, seu alcance e suas limitações.
In an environment ruled by the Newtonian paradigm, Fourier established his theory of heat propagation in solids focused on the same traditional conception from rational mechanics, which reduced the natural phenomena to the mathematical analysis. However, he challenged that principle by ignoring the hypotheses about the nature of heat and creating a physical model in which the laws of mechanics do not apply to the phenomena of heat. The most of the studies on Fourier¿s works in the field of the history of sciences are based on mathematics, and a very few of them are on physics. This study aims to add that missing approach with an analysis of the conceptual and epistemological bases involved in the formulation of the Fourier¿s theory of heat propagation; it also intends to show that his work emerged as a unique approach. About the area of the teaching of physics, the results here obtained can contribute to a clearer view of the nature of science through its procedures, scope, and limitations.

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Marcelino, Natália Borges. "Estudo comparativo entre teoria construtal e entrânsia para cosos de resfriamento de fontes de calor em cavidade." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2009. http://repositorio.unb.br/handle/10482/7768.

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Abstract:

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2009.
Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-14T01:49:09Z No. of bitstreams: 1 2009_NataliaBorgesMarcelino.pdf: 16270401 bytes, checksum: 5818209268b5d2a04c5224a5d4f62dc0 (MD5)
Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-05-14T01:49:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_NataliaBorgesMarcelino.pdf: 16270401 bytes, checksum: 5818209268b5d2a04c5224a5d4f62dc0 (MD5)
Made available in DSpace on 2011-05-14T01:49:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_NataliaBorgesMarcelino.pdf: 16270401 bytes, checksum: 5818209268b5d2a04c5224a5d4f62dc0 (MD5)
O presente trabalho tratou do resfriamento por convecção natural de uma, três e cinco fontes localizadas em uma parede vertical de uma cavidade retangular. Numericamente foi aproximado o campo de temperatura, no estado estacionário, para diferentes posições em cada caso. A condutância e a dissipação de entrância foram avaliadas em todos os casos e suas predições de ótima configuração foram comparadas. Para as simulações numéricas foi escolhido o método de volumes finitos, função de interpolação Power-Law, acoplamento pressão-velocidade pelo método SIMPLE e solução dos sistemas lineares por TDMA. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT
In the present work the cooling was treated by natural convection of one, three and five sources localized in a vertical wall of a rectangular cavity. One has approximated numerically the temperature field in the stationary state at different positions for each case. The conductivity and the dissipation of entransy were evaluated in all these cases and their predictions for optimal configuration were compared. In the numerical simulations one has chosen the method of finite volumes, the Power-Law interpolation function, the coupling of the pressure-velocity by SIMPLE method and the solution of linear systems by TDMA.

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Pereira, Edson Fernando. "Estudo da conformação de chapas navais por linhas de calor utilizando a teoria simplificada termo-elástica-plástica." Universidade Federal de Pernambuco, 2012. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/11473.

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Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-03-09T14:17:41Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Edson Fernando Pereira.pdf: 3313193 bytes, checksum: b364d39d66e8dbd3db7091e3459ca2ae (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5)
Made available in DSpace on 2015-03-09T14:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Edson Fernando Pereira.pdf: 3313193 bytes, checksum: b364d39d66e8dbd3db7091e3459ca2ae (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012
Nos projetos dos navios modernos a geometria dos elementos do casco, especificamente proa e popa, é um fator preponderante, pois devem apresentar formas que favoreçam uma baixa resistência na movimentação dos navios nos mares garantindo um melhor desempenho nos deslocamentos. Atualmente, as formas curvas da proa e popa são projetadas por programas computacionais específicos de modelagem em três dimensões que determinam os diversos raios de suas curvaturas, servindo de orientação para o detalhamento de sua fabricação. O complexo processo de fabricação das chapas de aço com curvaturas específicas para proa e popa exige uma associação com diversos processos de conformação a frio, tais como o dobramento e a calandragem. Geralmente, os processos de conformação a frio não são capazes executar todas as operações de curvaturas. Então, necessariamente faz-se o uso do processo de linhas de calor para obter as curvas especificadas no detalhamento do projeto da proa e popa dos navios. O processo de conformação de chapas por linhas de calor consiste de um método que utiliza uma fonte de calor em movimento com o objetivo de provocar na região aquecida uma dilatação elástica e plástica que resulta em uma deformação permanente. Neste trabalho foram realizadas conformações em chapas por linhas de calor analisando-se seus mecanismos termomecânicos, assim como também utilizado um modelamento matemático para previsão do comportamento das deformações utilizando a teoria termo-elástico-plástica, como meio de minimizar as imprecisões nas formas finais ditadas em projeto. Para tanto, foi desenvolvida uma máquina semi-automática usada na simulação de experimentos de linhas de calor, onde foram controlados os parâmetros importantes no processo, tornando possível realçar a aplicabilidade de um sistema automatizado para aplicação prática das linhas de calor. Uma máquina de medição por coordenadas foi utilizada para obtenção dos perfis das linhas formadas pelas coordenadas de pontos transversais, antes e depois da aplicação do processo das linhas de calor, os quais foram comparados com aqueles previstos por um modelo matemático, concluindo-se que o método aplicado é capaz de prever as deformações provenientes pela aplicação de linhas de calor, obtendo assim, a confirmação de que a metodologia aplicada neste trabalho consegue representar de maneira satisfatória a deformação causada pela aplicação de linha de calor em chapas metálicas. Palavras-chave: Conformação de chapas, Linhas de calor, Tensões termo-elástic

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Trevisan, Osvair Vidal 1952. "Convecção natural por difusão dupla em cavidades." [s.n.], 1986. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/264908.

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Abstract:

Orientador: Adrian Bejan
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas
Made available in DSpace on 2018-07-17T20:40:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Trevisan_OsvairVidal_D.pdf: 4369077 bytes, checksum: f79049e355dac6ec6de2231614684c22 (MD5) Previous issue date: 1986
Resumo: Apresenta-se nesta dissertação um conjunto de estudos analíticos e extensa cobertura de simulação numérica sobre a convecção natural em cavidades. A atenção é voltada para a convecção promovida pela combinação dos efeitos de empuxo devidos às variações de temperatura e concentração.O fenômeno é examinado para as configurações verticais: o transporte de calor e massa se dá na direção horizontal, com os gradientes aplicados nas paredes verticais da geometria retangular. Ambas as configurações porosas e não porosas são contempladas. A análise de escala e a linearização de Oseen são as técnicas analíticas utilizadas. O problema é investigado para diferentes condições de contorno e os resultados numéricos se estendem pelos domínios não abrangidos pela parte analítica do estudo.
Abstract: The present dissertation reports a set of analytical studies and extensive coverage by numerical simulation on natural convection ocurring in enclosures. The focus is on convection promoted by the combination of buoyancy effects due to both temperature an concentration variations. The phenomenon is examined the vertical configurations: the heat and mass transfer occur in the horizontal direction while the gradients are applied at end vertical wal1s of a rectangular geometry. Both porous and non-porous configurations are considered. Scale analysis and a Oseen linearized solution are the analytical techniques used. The problem is investigated for different boundary conditions and the numerical experiments are extended to the domains not covered by the analytical branch.
Doutorado
Doutor em Engenharia Mecânica

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Assunção, Valdecino Ferreira de. "Otimização energetica de rede de trocadores de calor : abordagem multi-objetivo em grafo generalizado." [s.n.], 1997. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265547.

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Abstract:

Orientador: Paulo de Barros Correia
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-22T00:56:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assuncao_ValdecinoFerreirade_M.pdf: 5948222 bytes, checksum: 1004c2f9409ac5ca5896ed6357048d70 (MD5) Previous issue date: 1997
Resumo: Neste trabalho procura-se desenvolver um modelo de otimização de rede de trocadores de calor que represente adequadamente o processo e permita avaliar a influência de algumas variáveis da integração energética do mesmo, objetivando a redução do uso das utilidades e da área de transferência de calor. Neste sentido, busca-se apresentar não apenas uma solução em que um dos objetivos é ótimo, mas um conjunto de soluções eficientes que permita ao analista escolher a situação mais conveniente. As funções objetivos são analisadas utilizando técnicas de otimização multi-objetivo, com as trocas térmicas realizadas de acordo com as restrições impostas pelas técnicas de otimização em grafo generalizado e por um algoritmo que avalia adequadamente os intervalos de temperatura das correntes envolvidas no processo. Além disso, o modelo permite que se inclua todas as restrições relativas às combinações entre correntes e também parte das perdas de calor inerentes a estas, gerando, portanto, resultados mais realísticos. No entanto, para atingir os objetivos propostos pelo modelo são necessárias diversas combinações entre correntes, acarretando geralmente no uso de vários equipamentos de transferência de calor
Abstract: This work develops an optimization model for heat exchanger network synthesis which adequately represents the actual process. The model allows the evaluation of the intluence of the minimum utility usage and of the minimum heat transfer area in the heat exchange process. Rather than presenting a single solution where one of the objectives has been optimized, a complete set of efficient solutions is generated. The most suitable solution can then be chosen. The objectives are analyzed based on multiple criteria optimization techniques. The heat transfer is modeled in accordance with constraints imposed by generalized graph theory. An algorithm is used to correctly evaluate the stream temperature intervals in the processo Moreover, the model allows the inclusion of alI restrictions regarding the combinations among the streams and part of the heat loss inherent to them. Since heat dissipation to environment is considered, the model generates results similar to those achieved in practice. Nevertheless, to reach the objectives it is necessary to utilize several combinations between streams, increasing the amount of heat exchange equipment required.
Mestrado
Termica e Fluidos
Mestre em Engenharia Mecânica

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Fraga, Gilberto Luiz Ferreira. "Estudo do calor específico de ligas de Heusler." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 1989. http://hdl.handle.net/10183/29705.

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Abstract:

Nesta tese são discutidos resultados experimentais de calor específico de um conjunto de ligas de Heusler. As medidas foram realizadas utilizando-se um calorímetro adiabático convencional, especialmente construído para este fim, que foi utilizado entre 1,5 e.10 K. A descrição do calorímetro assim como o seu funcionamento também são apresentados. O campo magnético efetivo sobre o núcleo de Mn foi determinado para duas das ligas estudadas. A quase totalidade das ligas apresenta elevada densidade de estados eletrônicos ao nível de Fermi. O estudo sistemático das densidades de estados das ligas aponta para o carácter "bole-like" das superfícies equienergéticas, ao redor de E F . À exceção da liga de cobalto, todas as demais apresentam anomalias no espec tro de rede, descritas por um termo de Einstein (fonons-macios).
In this thesis experimental results for the specific heat of a set of Heusler alloys are discussed. The measurements were performed by using a conventional adiabatic calorimeter, specially designed to this end; it was operated in the temperature range of 1,5 to 10 K. The description of the calorimeter and its operational detaiis are also presented. The magnetic effective fieid on the Mn nucleus was determined for two of the studied alloys. A high density of electronic states at the Fermi levei was detected for ali but one of the alloys studied.The systematic study of these alloys' density of states points to a hole-like character of the energy surfaces about EF . All of the alloys, except the cobalt based one, present a lattice spectrum anomally described by Einstein's term (soft-phonons).

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Oliveira, Paulo Cesar. "Esquema FLUX-SPLINE aplicado em cavidades abertas com convecção natural." [s.n.], 1997. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263226.

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Abstract:

Orientador: Jose Ricardo Figueiredo
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-22T00:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_PauloCesar_D.pdf: 9460432 bytes, checksum: a4ee019f17e7647f5848af8566b1ec0b (MD5) Previous issue date: 1997
Resumo: Neste trabalho, um novo procedimento de solução para as equações de escoamento discretizadas pelo esquema FLUX-SPLlNE é proposto seguindo a ótica do algoritmo SIMPLER. Demonstra-se através de problemas teste, que tal procedimento produz resultados mais acurados que os fornecidos pelo procedimento original idealizado pelo autor do esquema FLUX-SPLlNE. Tais modificações são usadas então para a simulação de escoamentos em cavidades abertas acionados por convecção natural, onde se faz a comparação dos resultados aos da literatura que usa o tradicional esquema POWER-LAW
Abstract: In this work, a new solution procedure to fluid flow discretized equations by FLUX-SPLlNE scheme is proposed following the point of view of the SIMPLER algorithm. By using test problems it is shown that this procedure yields results wich are superior to those obtained using the original solution proceduFeidealized by the author of the FLUX-SPLlNE scheme. Such modifications are used to simulate fluid flow in open cavities driven by natural convection. The numerical results are compared with reference solutions available in the literature that use the traditional POWER-LAW scheme
Doutorado
Termica e Fluidos
Doutor em Engenharia Mecânica

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Scherer, Caio Sarmento. "Modelos cinéticos da equação linearizada de Boltzmann e um problema de transferência de calor em microescala." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2005. http://hdl.handle.net/10183/4464.

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Abstract:

Neste trabalho, um problema de transferência de calor da dinâmica de gases rarefeitos, causado pela diferença de temperaturas nas superfícies de um canal, é abordado. O problema é formulado através dos modelos cinéticos BGK, S e Gross-Jackson da equação linearizada de Boltzmann e resolvido, de forma unificada, pelo método analítico de ordenadas discretas (método ADO). Resultados numéricos para as perturbações de densidade e temperatura e também para o fluxo de calor são apresentados e comparados, mostrando que não se pode dizer que algum dos três modelos seja uma melhor aproximação da solução aos resultados da equação linearizada de Boltzmann.
In this work, a heat transfer problem in the rarefied gas dynamics field, in a plane channel, is studied. In particular, the flow is induced by different temperatures at the wall surfaces. The formulation of the problem is based in an ”unified” kinetic equation which includes the BGK model, the S-model and the Gross-Jackson model of the linearized Boltzmann equation. An analytical version of the discrete-ordinates method (the ADO method) is used to develop the solution and to evaluate the density, temperature and heat-flow profiles. Numerical results are presented and used to establish comparisons with the linearized Boltzmann equation results. It is shown that, for an analysis based in all cases, it is not possible to say that one of the models is a better approximation of the solution of the linearized Boltzmann equation.

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Fernandes, Angela Maria Barbosa. "A História da Ciência por meio do teatro: A Teoria do Calórico contada em cena." Universidade Estadual da Paraíba, 2016. http://tede.bc.uepb.edu.br/tede/jspui/handle/tede/2696.

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Abstract:

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-12-07T11:28:55Z No. of bitstreams: 1 PDF - Ângela Maria Barbosa Fernandes.pdf: 2562010 bytes, checksum: 25d94d238731c40d73e1e53625978441 (MD5)
Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-02-02T18:15:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Ângela Maria Barbosa Fernandes.pdf: 2562010 bytes, checksum: 25d94d238731c40d73e1e53625978441 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-02-02T18:15:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Ângela Maria Barbosa Fernandes.pdf: 2562010 bytes, checksum: 25d94d238731c40d73e1e53625978441 (MD5) Previous issue date: 2016-03-23
The History of Science linked to the theater form an important partnership for science teaching. Some research mention the importance of this relationship both for teaching and for the dissemination of science. In this sense the present study aimed to produce educational material that can be used for high school physics teachers to address the caloric theory in historical perspective through theater. The work is qualitative and has developed into a group of second year high school of Hortensius school Sousa Ribeiro- PREMEN, located in the city of Campina Grande. We reflect on the search for alternative use of the History of Science in the classroom, through strategies that will involve school students to consider all aspects before mentioned and understand the feasibility of using innovative methodological alternatives in room class.
A História da Ciência vinculada ao teatro forma uma parceria importante para o ensino de ciências. Algumas pesquisas mencionam a importância dessa relação tanto para o ensino, como para a divulgação da ciência. Neste sentido o presente trabalho teve como objetivo produzir um material didático que poderá ser usado por professores de física do ensino médio para abordar a teoria do calórico numa perspectiva histórica por meio do teatro. O trabalho é de natureza qualitativa e se desenvolveu em uma turma de segundo ano do ensino médio da escola Hortênsio de Sousa Ribeiro- PREMEN, localizada na cidade de Campina Grande. Refletimos sobre a busca de alternativas de utilização da História da Ciência em sala de aula, por meio de estratégias que envolvam mais os estudantes da escola, a considerar todos os aspectos antes citados e por entendermos a viabilidade de uso de alternativas metodológicas inovadoras em sala de aula.

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Beckel, Cassia Cris. "Projeto construtal de complexos caminhos condutivos para o arrefecimento de corpos submetidos à geração de calor." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/153338.

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Abstract:

Problemas de resfriamento de circuitos, presentes nas indústrias de eletrônicos e miniaturizados, têm sido amplamente estudados com o propósito de desenvolver mecanismos capazes de reduzirem a taxa de falha nos equipamentos devido às altas temperaturas. O presente trabalho utiliza o método Design Construtal associado com algoritmos de otimização, busca exaustiva e algoritmo genético, para realizar o estudo numérico de corpos sólidos com geração de calor uniforme onde são inseridos caminhos altamente condutivos em forma de “Y”, “Y-Y”, duplo “Y-Y” e “T”. O objetivo principal das otimizações realizadas consiste em minimizar a resistência ao fluxo de calor, quando as áreas ocupadas pelos materiais de alta e baixa condutividades são mantidas constantes, variando-se os comprimentos e espessuras dos caminhos condutivos. Para a solução numérica da equação da difusão do calor com as condições de contorno estabelecidas em cada caso, foi utilizado o PDETool do software MatLab. A formulação para o caminho condutivo em forma de “Y” apresenta a construção de volumes elementares, mantendo a mesma condutividade térmica para todo o caminho condutivo. Na configuração em forma de duplo “Y – Y” foi utilizado o método de busca exaustiva associado ao algoritmo genético (GA). Nas simulações realizadas com o caminho condutivo em forma de “T”, a configuração apresenta combinações de condutividade térmica diferentes para a base e para a parte superior, enfatizando que a geometria depende das condições impostas pelo ambiente. Para o caso com um volume elementar, a configuração em forma de “Y” degenera-se gerando um caminho condutivo em forma de “U” e com dois volumes, a variação ocorre no comprimento dos ramos do caminho condutivo. Para a configuração com quatro volumes, a configuração ótima tem a forma de “X”. No caso do caminho em forma de “T”, a configuração que minimiza a máxima temperatura em excesso tem a forma de um “I”. Como previsto no princípio da ótima distribuição das imperfeições, a geometria ótima para os casos estudados é aquela que melhor distribui as imperfeições do sistema.
Problems that embody cooling of circuits that appears in electronics and miniaturized industries, have been widely studied to develop mechanisms capable of reducing the failure rate of the equipment due to high temperatures. The present work applies the Constructal Design method associated with optimization algorithms, exhaustive search and genetic algorithm, to perform the numerical study of solid bodies with uniform heat generation in which are inserted high-conducting pathways with “Y”, “Y–Y”, double “Y–Y” and “T” shapes. The main goal of the performed optimizations consists in minimizing the resistance to the heat flux when the occupied areas of high and low conductivity materials are maintained constant, varying the lengths and thickness of conductive paths. For the numerical solution of the heat diffusion equation with the boundary conditions established in each case, it was used the PDETool from MatLab software. The formulation for the conductive pathway with "Y" shape presents the construction of elementary volumes, maintaining the same thermal conductivity across the entire conductive pathway. In the configuration in double “Y–Y” form it was used exhaustive search method associated with genetic algorithm (GA). In the simulations performed with the T-shaped conductive pathway, the configuration provides combinations of different thermal conductivity for the base and the top, emphasizing that the geometry depends on the conditions imposed by the environment. For the case with one elementary volume, the Y-shaped configuration degenerates producing a conductive pathway with U-shape; and with two volumes, the variation occurs in the length of branches of the conductive pathway. For the configuration with four volumes, the optimum configuration has the form of “X”. In the case of T-shaped pathway, the configuration that minimizes the maximal excess of temperature is I-shaped. As predicted by the principle of optimal distribution of the imperfections, the optimal geometry for the cases studied is the one that promotes the best distribution of the imperfections of the system.

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Dalpiaz, Felipe Lewgoy. "Estudo numérico da influência da geometria sobre resfriamento de corpos aletados geradores de calor utilizando Design Construtal." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/156491.

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Abstract:

A presente dissertação desenvolve um estudo numérico em duas direções espaciais com o objetivo de encontrar a configuração de geometrias acopladas a aletas de alta condutividade térmica em forma de “T” que resultam na menor resistência ao fluxo de calor utilizando o método Design Construtal. Como restrição as áreas de ambos os componentes, o corpo sólido onde há geração de calor e a aleta, são mantidas constantes. A equação diferencial da difusão do calor bidimensional, em regime permanente e propriedades constantes, com as condições de contorno, foram solucionadas pelo método dos elementos finitos utilizando o programa MATLAB ®, mais precisamente a ferramenta PDETOOL, Partial Differential Equations Tool. Em outras palavras, minimizar a resistência térmica ao fluxo de calor gerado para uma melhora na refrigeração, variando somente os comprimentos e larguras que formam o sólido de baixa condutividade térmica e a aleta composta por material de alta condutividade térmica. Para cada geometria proposta foram avaliadas todas as possibilidades geométricas dentro do domínio estabelecido Três geometrias foram propostas para os sólidos geradores de calor: retangular, trapezoidal e semicircular, todas acopladas com a aleta na forma de T. Além dos graus de liberdade, também foram avaliados o efeito dos seguintes parâmetros adimensionais: (condutividade térmica da aleta), (fração de área), (fração de área auxiliar) e ℎ . O melhor design encontrado é aquele que distribui melhor as imperfeições, ou seja, a geometria que distribui melhor os pontos de temperatura máxima. Os resultados reforçam, ainda, o entendimento de que sistemas multicomponentes devem ser estudados globalmente e não cada componente individualmente. Para a geometria retangular houve uma melhora de 66% no desempenho quando comparados os desempenhos da primeira para a última otimização. O melhor desempenho obtido para a geometria trapezoidal superou em aproximadamente 3,5% o desempenho da geometria retangular. Por fim a geometria semicircular atingiu o melhor desempenho entre as geometrias estudadas, superando em 40% o resultado atingido pela geometria trapezoidal.
This work used the method Construtal Design to develop a numerical study trying to find out the best configuration of geometries coupled to T-shaped materials of high thermal conductivity to improve the heat transfer between the heat generating body, which is a low heat conductor, and the environment. As a restriction, both areas are kept constant. The differential equations of heat diffusion, steady state and constant properties, and their boundary conditions were solved numerically using the MATLAB ® software, specifically the PDETOOL tool. The objective of this work is to improve the flux of heat through the Tshaped materials of high thermal conductivity, in other words, minimize the thermal resistance to improve the refrigeration, changing only the values of the lengths and widths that setup the solid of low thermal conductivity and the T-shaped materials of high thermal conductivity. All geometric possibilities were evaluated, respecting the domain. The optimal geometry was that which resulted in lower thermal resistance. Three geometries have been proposed for solid heat generators: rectangular, trapezoidal and semicircular. All coupled with the T-shaped materials of high thermal conductivity Besides the degrees of freedom were also evaluated the effect of the following dimensionless parameters: (thermal conductivity), (area fraction), (auxiliary area fraction) and ℎ . The best design found is that better distributes the imperfections, in other words, it is the geometry that better distributes the points of maximum temperature. The results reinforce also the understanding that multicomponent systems should be studied globally rather than each component individually. For the rectangular geometry there was an improvement of 66% in performance when comparing the performances of the first to the last optimization. The best performance obtained for the trapezoidal geometry exceeded by approximately 3.5% performance of the rectangular geometry. Finally the semicircular geometry achieved the best performance among the studied geometry, exceeding by 40% the result achieved by the trapezoidal geometry.

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Horbach, Cristina Santos. "Constructal design de materiais de alta condutividade em forma de "Y" para refrigeração de corpo gerador de calor." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2013. http://hdl.handle.net/10183/86400.

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Abstract:

O presente trabalho utiliza o método Constructal Design para desenvolver o estudo numérico da configuração de materiais de alta condutividade térmica em forma de “Y” que minimiza a resistência ao fluxo de calor, quando áreas ocupadas pelos materiais de alta e baixa condutividades são mantidas constantes. Para a solução numérica da equação diferencial da difusão do calor e suas respectivas condições de contorno, foi utilizado o software MATLAB ®, mais especificamente a ferramenta PDETOOL, Partial Differential Equations Tool. O objetivo deste trabalho é a minimização da resistência térmica do sistema gerador de calor com baixa condutividade térmica com a utilização de vias em formato de Y com material de alta condutividade térmica e volume constante, sendo variáveis os comprimentos e espessuras do material dos ramos simples e bifurcados. Todas as possibilidades geométricas foram avaliadas e a geometria ótima foi aquela que conduziu a menor resistência térmica. Duas condições são apresentadas, a primeira tem os ramos e a base da geometria “Y” com igual condutividade térmica. Os resultados para esta configuração mostram que existem valores específicos para os graus de liberdade que minimizam a resistência térmica. Nesse caso, os ramos se degeneraram e a configuração ótima tem a forma de um “V”. A segunda configuração apresenta combinações de condutividade térmica diferentes, para os ramos e a bases. Para estes casos obteve-se um valor otimizado próximo de 1 para a razão entre os comprimentos dos ramos simples e bifurcados, indicando que a configuração otimizada tem realmente a forma de um “Y” o que demonstra a dependência entre a geometria e as condições impostas pelo meio. Embora o design inicial do Y possa assumir diversas configurações, quando comparado o primeiro design com o design final, no caso do Y com iguais condutividades térmicas se conseguiu uma melhora superior a 28% e no caso do Y com condutividades diferentes mais de 30 %. Finalmente, este trabalho mostra que a geometria otimizada é aquela que melhor distribui as imperfeições, isto é, os pontos quentes (pontos de temperatura máxima), o que está de acordo com o princípio da ótima distribuição das imperfeições.
The present work used the method Constructal Design to develop numerical analyses of pathways of high thermal conductivity in "Y" shape which minimizes the thermal resistance when areas occupied by the materials of high and low conductivities are kept constant. For the numerical solution of the differential equations of heat diffusion and their boundary conditions, we used the MATLAB ® software, specifically the PDETOOL tool. The aim was to minimize the thermal resistance of the heat generator system with low thermal conductivity with the use of Y-shaped pathways with high thermal conductivity and constant volume, with variable lengths and thicknesses of material from stem and forked branches. All geometric possibilities were evaluated and the optimal geometry was that which resulted in lower thermal resistance. Two conditions were studied. In the first one the stem and branches of the "Y" have equal thermal conductivity. The results for this configuration show that there are specific values for the degrees of freedom to minimize the thermal resistance. In this case, the branches have degenerated and the optimum configuration has the shape of a "V". The second configuration offers different combinations of thermal conductivity, for branches and bases. For these cases we obtained a optimized value close to 1 for the ratio between the lengths of stem and bifurcated branches, indicating that the optimized configuration actually has the shape of a "Y" which shows the dependency of geometry and condition imposed by the environment. Although the initial design of Y can take various configurations, when compared the first design to the final design, in the case of Y with equal thermal conductivity it this improvement was achieved an improvement greater than 28% and in the case of Y with different conductivities over 30%. Finally, this study showed that the optimized geometry is the one that better distributes imperfections, this is, hot spots (points of maximum temperature), which is in accordance with the principle of the optimal distribution of imperfections.

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Dal'Toé, Adrieli Teresinha Odorcik. "Aplicação da teoria de Maxwell-Stefan e análise de correlações em mistura multicomponente com transferência de massa e calor utilizando a abordagem Euler-Lagrange." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2014. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/129285.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014.
Made available in DSpace on 2015-02-05T20:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327374.pdf: 2009401 bytes, checksum: 54f5197c89ee579e10d3869c177fc489 (MD5) Previous issue date: 2014
A modelagem matemática realística da transferência de massa em mistura multicomponente e de notória complexidade devido a presença de fenômenos difusivos (difusão cruzada) que não são descritos pela lei de Fick. As equações de Maxwell-Stefan e a lei de Fick generalizada são capazes de representar todas as interações possíveis em misturas multicomponentes e, com isso, os efeitos da difusão cruzada são considerados. Neste estudo, um modelo para a transferência de massa e calor em gotas multicomponentes empregando as equações de Maxwell-Stefan e lei de Fick generalizada foi desenvolvido. A abordagem Euler-Lagrange foi adotada para a modelagem bifásica. O modelo foi empregado para o estudo da transferência de massa e calor em mistura binária ar-água e em mistura multicomponente composta por metano, n-pentano, n-hexano e n-octano. O equilíbrio atingido nas simulações numéricas em CFD foi verificado com dados de carta psicrométrica, para a mistura binária, e dados obtidos do simulador de processos PRO/II R, para a mistura multicomponente. A influência da difusão cruzada na transferência de massa multicomponente foi analisada comparando-se as predições do modelo completo com predições obtidas de modelos baseados na lei de Fick, considerando coeficiente de difusão constante e coeficiente de difusão efetivo. Além disso, o efeito da correção para altas taxas foi analisado e um estudo acerca de correlações para o cálculo dos coeficientes de difusão em concentrações finitas e dos coeficientes convectivos de transferência de massa e calor foi conduzido. Os resultados mostraram que abordagens mais simples, como o modelo de difusividade efetiva, podem ser empregadas para descrever a transferência de massa em misturas multicomponentes ideais. As correlações para o cálculo dos coeficientes de difusão em concentrações finitas apresentaram predições similares entre si e o emprego da correlação para altas taxas não influenciou nos resultados. No estudo de correlações para o cálculo dos coeficientes convectivos de transferência de massa e calor verificou-se que a correção LRH apresentou os maiores desvios em relação à predição de Ranz-Marshall e com a diminuição da vazão a influência do blowing e effect foi observada.

Abstract : Realistic mathematical modeling of multicomponent mixtures is of paramont complexity due to diusive phenomena (cross diffusion effects) that are not described by Fick's law. The Maxwell-Stefan's equations and generalized Fick's law are capable of representing all possible interactions in multicomponent mixtures and, thus, the effects of cross diffusion are considered. In this study, a model for mass and heat transfer in multicomponent droplets using the Stefan-Maxwell's equations and generalized Fick's law has been developed. The two-phase ow was modeled according to an eulerian-lagrangian approach. The model was applied in the study of mass and heat transfer in a binary mixture of water and air and in a multicomponent mixture composed by methane, n-pentane, n-hexane and n-octane.The equilibrium achieved in the CFD studies was verified with the data obtained from psychrometric chart for the binary mixture, and the values obtained by the process simulator PRO/II R , for the multicomponent mixture. The in uence of cross diffusion in multicomponent mass transfer was analyzed by comparing the predictions of the full model with predictions obtained from models based on Fick's law, considering constant and effective diffusion coeficients. Moreover, the effect of high ux corrections was evaluated and a study with correlations for diffusion coeficients in finite concentrations and for mass and heat transfer coeficients was conducted. Results showed that simpler approaches, as the effective diffusivity model, can be used to describe the mass transfer in ideal multicomponent mixtures. The correlations for the calculation of diffusion coeficients in finite concentrations showed similar predictions with each other and the high rates correction did not in uence the results. In the study of correlations for the convective mass and heat transfer coeficients was verified that LRH correlation presented the highest deviations from the prediction of Ranz-Marshall and the in uence of blowing effect was observed as the initial ow rate was decreased.

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Senger, Erasmo. "Modelagem Matemática e Métodos Numéricos para Simulação da Condução do Calor no Hélio Líquido." Laboratório Nacional de Computação Científica, 2009. http://www.lncc.br/tdmc/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=182.

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Abstract:

O elemento hélio, encontrado principalmente em reservas de gás natural, entra em condensação à temperatura de 4,2K, e é a única substância conhecida que permanece no estado líquido até o zero absoluto. Na fase liquida, o hélio apresenta ainda, em K, outra mudança de fase, onde passa de líquido comum à superfluido, com viscosidade praticamente nula. Estas propriedades conferem ao hélio importantes aplicações. Uma hdas principais aplicações é como agente refrigerante em supercondutores, como por exemplo, no acelerador de partículas LHC, que está sendo construído na fronteira da França com a Suíça, em aparelhos de ressonância magnética, satélites artificiais, etc. Neste trabalho, são apresentados dois modelos matemáticos para a transferência de calor no hélio líquido. O primeiro modelo, considerando apenas movimentos macroscópicos, é derivado com base nas leis constitutivas de Fourier e de Gorter-Mellink. O segundo modelo, baseado nas técnicas de Fremond, inclui movimentos microscópicos e pode ser visto como uma regularização do primeiro modelo. Os dois modelos são governados por equações diferenciais fortemente não lineares resultantes da não linearidade da lei de Gorter-Mellink e da mudança de fase. Ambos os modelos podem ser considerados casos particulares do problema de Stefan de duas fases, sendo que em uma das fases o fluxo de calor é governado pela equação não-linear do problema conhecido como p-laplaciano, com p=4/3. São também apresentadas técnicas para resolver de forma eficiente o problema do p-laplaciano, tanto para valores grandes de p, p>>2, quanto para valores de p próximos à 1, que constituem importantes desafios numéricos. Para tanto são propostos dois métodos iterativos simples, um baseado no método de quase-Newton, com termo de relaxação e, outro através da decomposição de Helmholtz, gerando um sistema de equações cujas matrizes são constantes, o que diminui significativamente o custo computacional. Experimentos numéricos são realizados para testar a eficiência dos modelos numéricos propostos bem como dos algoritmos desenvolvidos para resolver os sistemas de equações algébricas não lineares resultantes das aproximações por elementos finitos. São apresentados resultados de estudos de convergência, mostrando taxas de convergência ótimas ou quase ótimas, comparáveis às das interpolantes. Para o problema com mudança de fase, devido à descontinuidade do gradiente da temperatura sobre a interface que separa as duas fases do hélio líquido, as taxas de convergência não são ótimas. Usando malhas adaptativas, consegue-se taxas ótimas também para o problema com mudança de fase. Usando dados experimentais, encontrados na literatura, para os parâmetros de condutividade térmica, densidade e calor específico, dependentes da temperatura, são também apresentados testes de validação do modelo e exemplos de possíveis aplicações. Nos testes de validação do modelo, compara-se a solução numérica do modelo matemático com resultados experimentais para a temperatura, encontrados na literatura.
The element helium, found mainly in natural gas reserves, condenses at temperature of 4.2K, and is the unique known substance that remains in liquid to absolute zero. In the liquid phase, the helium presents still another phase change in 2.19K, where passes of common liquid to superfluous liquid, with almost zero viscosity. These properties give the helium important applications. One of the major applications is as a coolant in superconductors, such as in the particle accelerator LHC, which is being built in the French border with Switzerland, in magnetic resonance devices, artificial satellites, etc.. In this paper, we present two mathematical models for heat transfer in liquid helium. The first model, considering only macroscopic movements, is derived based on constitutive laws of Fourier and Gorter-Mellink. The second model, based on techniques of Fremond, includes microscopic movements and can be seen as a regularization of the first model. Both models are governed by highly nonlinear differential equations resulting from the nonlinearity of the law of Gorter-Mellink and change of phase. Both models can be considered special cases of the Stefan problem in two phases, with phase one of the heat flux is governed by non-linear equation of the problem known as p-Laplacian, with p = 4/3. We also presented techniques to efficiently solve the problem of p-Laplacian, both for large values of p, p>> 2, and for values of p close to 1, which are major numerical challenges. Are proposed two simple iterative methods, one based on the method of quasi-Newton, with the relaxation term and the other by the Helmholtz decomposition, creating a system of equations whose matrices are constant, which reduces significantly the computational cost. Numerical experiments are conducted to test the efficiency of numerical models proposed and the algorithms developed for solving systems of nonlinear algebraic equations arising from approximations by finite elements. Are also presented results of studies of convergence, showing rates of optimal or near optimal convergence, comparable to that of interpolates. For the problem with phase change, due to the discontinuity of the gradient of temperature on the interface separating the two phases of liquid helium, the rate of convergence is not optimal. Using adaptive mesh, it is also great rates to the problem with change of phase. Using experimental data found in literature, for the parameters of thermal conductivity, density and specific heat, temperature dependent, are also presented for validation testing of the model and examples of possible applications. In tests for validating the model, compared to the numerical solution of the mathematical model with experimental results for the temperature found in literature.

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Xavier, Filho Olímpio de Paula. "Método de Monte Carlo aplicado a solução da transferência de calor por radiação / Olímpio de Paula Xavier Filho ; orientador, Luís Mauro Moura." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_PR, 2006. http://www.biblioteca.pucpr.br/tede/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=846.

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Abstract:

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2006
Inclui bibliografia
Apresenta-se uma formulação do Método de Monte Carlo empregada para a solução da Equação da Transferência Radiativa para meios com geometria unidimensional. Inicialmente considerou-se um meio somente absorvedor em seguida com espalhamento isotrópico e a i
In this work, a Monte Carlo formulation is employed to solve the Radiative Transfer Equation form one-dimensional slab. Firstly a simple absorption media was considered and after an isotropic scatter media with a collimated normal incident beam onto to th

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Rocha, Daniel Vieira da. "Potências fracionárias de operadores : resultados teóricos /." São José do Rio Preto, 2016. http://hdl.handle.net/11449/180277.

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Abstract:

Orientador: German Lozada-Cruz
Banca: Lucas Catão de Freitas Ferreira
Banca: Sérgio Leandro Nascimento Neves
Resumo: Neste trabalho são deﬁnidas as potências fracionárias de operadores lineares não-negativos via abordagem de Balakrishnan/Komatsu e exibidas as principais propriedades para as potências desses operadores. Estes são construídos por meio do Cálculo Funcional de Hirsh a ﬁm de que a aditividade e multiplicatividade nos expoentes sejam preservadas. Um breve estudo das potências fracionárias é dedicado ao operador laplaciano distribucional −∆p, o qual é parte bastante recorrente em equações do calor semilinear. Um exemplo desse tipo de equação é estudado no capítulo ﬁnal deste trabalho
Abstract: This work is concerned to deﬁne the fractional powers of non negative linear operators via Balakrisnan/Komatsu's approach and to show the main properties for the powers of such operators. They are built by mean of Hirsch Functional Calculus aiming to preserve additivity and multiplicativity of exponents. A brief study of fractional powers is devoted to distributional Laplacian −∆p, which appears very often in semilinear heat equations. An example of such equation is discussed in the last chapter
Mestre

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Razera, Andre Luis. "Estudo numérico da maximização da densidade de transferência de calor do escoamento laminar sobre cilindros de seção transversal elíptica utilizando o método Design Construtal." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/156470.

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Abstract:

Este trabalho tem como propósito investigar através do método Design Construtal a influência do espaçamento (S0) entre cilindros de seção transversal elíptica na maximização da densidade de transferência de calor em um escoamento externo sob efeito de convecção forçada. A razão de aspecto (r) entre os eixos vertical e horizontal dos cilindros elípticos também é um parâmetro avaliado. O estudo proposto é assumido bidimensional, incompressível, laminar e permanente. O regime de escoamento é dirigido por uma diferença de pressão ΔP, que se mantém através do domínio e é governada pelo número de Bejan (Be). Foram avaliados escoamentos com quatro diferentes números de Bejan, Be = 102, 103, 5.103, 104. O fluido que escoa através do domínio possui as propriedades termofisicas definidas pelo número de Prandtl, Pr = 0,72. O método Design Construtal, associado à busca exaustiva, foi empregado para determinar as restrições, graus de liberdade e o objetivo na avaliação geométrica do sistema A solução numérica das equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia foram resolvidas baseadas no método de volumes finitos, através do código comercial de dinâmica dos fluidos computacional FLUENT®. As geometrias e malha do domínio computacional foram desenvolvidas no pacote GAMBIT®. Como resultados, obteve-se que os casos ótimos apresentaram resultados consideravelmente melhores do que as demais configurações, onde se obteve ganhos de desempenho na densidade de transferência de calor de 50% a 97% em relação às configurações de menor desempenho estudadas. Além disso, foi possível verificar que o sistema adapta sua geometria ótima para cada condição de escoamento, a fim de proporcionar a melhor arquitetura de fluxo para atender ao objetivo térmico de maximizar a transferência de calor em um menor espaço físico, atendendo os princípios da Teoria Construtal.
This work investigates, through the Construtal Design method, the influence of the spacing (S0) between cylinders with elliptic cross in the maximization of the heat transfer density in an external flow with forced convection. The aspect ratio (r) between the vertical and horizontal axes of the elliptical cylinders is also evaluated. The proposed study is assumed twodimensional, incompressible, laminar and permanent. The flow regime is directed by a pressure difference ΔP, which is governed by the Bejan number (Be). The flows were evaluated for different values of the Bejan number, Be = 102, 103, 5.103, 104. The fluid flowing through the domain has its thermophysical properties defined by Prandtl number, Pr = 0.72. The Construtal Design method, associated with the exhaustive search, was used to determine the restrictions, degrees of freedom and objective in the geometric evaluation of the system. The numerical solution of the mass conservation, momentum and energy equations is solved based on the finite volume method, using the commercial fluid dynamics software FLUENT ®. The geometries and mesh of the computational domain were developed in the GAMBIT® package. The results show that the optimal cases performs considerably better than the other configurations, with an increase in the heat transfer density of 50% to 97% in comparison to the performance of lower level cases studied. In addition, it was possible to verify that the system adapts its optimal geometry to every flow condition in order to provide a better flow architecture that meets the thermal objective of maximizing a heat transfer in a smaller physical space in agreement with the principles of the Constructal Theory.

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Soto, Francés Laura. "NUEVO MÉTODO CONSERVATIVO PARA LA SIMULACIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN MUROS MULTICAPA BASADO EN PERFILES DE TEMPERATURA PARABÓLICOS Y FACTORES DE RESPUESTA." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2016. http://hdl.handle.net/10251/60924.

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Abstract:

[EN] The most popular programs building energy simulation and more used are based on the method of response factors (REF) (Mitalas & Stephenson, 1967) to assess the thermal energy demand of buildings. It is sampled with a certain fixed frequency temperature on both sides of an enclosure and between different sampling instants supposed evolution was linear. This interpolation is known as forming element (EF) or holder of the sampled signal of order 1. For the temperature on each side is needed to take stock of thermal power on both surfaces of the enclosure. This leads to the balance of power is true in the sampling instants but not outside of them and therefore no calculation scheme conserves energy. The stated objective is to obtain a method of fast and accurate simulation. The scheme should retain the power to allow the making jumps when internal loads or other excitations and the action of air conditioning systems. HVAC dynamics is rarely considered and its response time is faster than the building, so the sampling time of one hour is maintained. The proposed methodology demonstrates how to apply the method of response factors using a second order polynomial. All under a scheme that conserves energy within the sampling points. The parabolic profile can fulfill this condition between sampling points. To check the validity of the method results from the linear function and the proposal function with the same sample rate and comparing different. As discussed, it is concluded that there is greater precision in temperature and the energy transferred to the air. This thesis proposes to replace it, the trainer of order 1 with another element of order 2. To shape the evolution of temperatures on each side of the enclosure, in addition to the balance of powers balance of power is required so the scheme calculation is conservative. The proposed method gives a similar increase the sampling frequency with a lower precision computation time. Therefore, it is intended through this thesis lay the theoretical and methodological basis of a new model for calculating heat transfer in walls to meet the current needs of accuracy and speed in the process of designing both buildings but especially new and existing renovation strategies.
[ES] Los programas de simulación energética de edificios más conocidos y empleados utilizan el método de los factores de respuesta (REF) (Mitalas & Stephenson, 1967) para evaluar la demanda de energía térmica de los edificios. Se muestrea con cierta frecuencia fija la temperatura a ambos lados de un cerramiento y entre instantes de muestreo distintos se supone que su evolución fue lineal. Esa interpolación se conoce como elemento formador (EF) o sostenedor de la señal muestreada de orden 1. Para obtener la temperatura a cada lado se necesita hacer un balance de potencias térmicas en ambas superficies del cerramiento. Esto lleva a que el balance de potencia sea cierto en los instantes de muestreo pero no fuera de ellos y por lo tanto el esquema de cálculo no conserva la energía. El objetivo planteado es obtener un método de simulación más rápido y preciso. El esquema debe conservar la energía para permitir la toma de saltos por hora de las cargas internas u otras excitaciones y la acción de los sistemas de climatización. La dinámica de HVAC es rara vez considerada y su tiempo de respuesta es más rápido que el edificio, por ello se mantiene el tiempo de frecuencia de muestreo de una hora. La metodología propuesta demuestra cómo aplicar el método de los factores de respuesta mediante un polinomio de segundo orden. Todo ello bajo un esquema que conserva la energía dentro de los puntos de muestreo. El perfil parabólico permite cumplir esta condición entre los puntos de muestreo. Para comprobar la validez del método se comparan resultados entre la función lineal y la parabólica propuesta con la misma frecuencia de muestreo y distinta. Como se expondrá, se concluye que existe una mayor precisión en la temperatura y la energía transferida al aire. La presente tesis propone substituir pues, el elemento formador de orden 1 por otro de orden 2. Para dar forma a la evolución de temperaturas a cada lado del cerramiento, además del balance de potencias se requiere el balance de energía por lo que el esquema de cálculo es conservativo. El método propuesto permitirá una precisión similar a aumentar la frecuencia de muestreo con un tiempo inferior de cálculo. Por tanto, se pretende a través de la presente tesis sentar la base teórica y metodológica de un nuevo modelo para el cálculo de la transferencia de calor en muros para dar respuesta a las necesidades actuales de exactitud y rapidez en el proceso de diseño tanto de edificios nuevos pero especialmente de los existentes y sus estrategias de rehabilitación.
[CAT] Els programes de simulació energètica d'edificis més coneguts i empleats utilitzen el mètode dels factors de resposta (REF) (Mitalas & Stephenson, 1967) per avaluar la demanda d'energia tèrmica dels edificis. Es mostreja amb certa freqüència fixa la temperatura a banda i banda d'un tancament i entre instants de mostreig diferents se suposa que la seva evolució va ser lineal. Aquesta interpolació es coneix com a element formador (EF) o sostenedor del senyal muestreada d'ordre 1. Per obtenir la temperatura a cada costat es necessita fer un balanç de potències tèrmiques en amb dues superfícies del tancament. Això porta al fet que el balanç de potència sigui cert en els instants de mostreig però no fora d'ells i per tant l'esquema de càlcul no conserva l'energia. L'objectiu plantejat és obtenir un mètode de simulació més ràpid i precís. L'esquema ha de conservar l'energia per permetre la presa de salts per hora de les càrregues internes o altres excitacions i l'acció dels sistemes de climatització. La dinàmica de HVAC és rares vegades considerada i el seu temps de resposta és més ràpid que l'edifici, per això es manté el temps de freqüència de mostreig d'una hora. La metodologia proposada demostra com aplicar el mètode dels factors de resposta mitjançant un polinomi de segon ordre. Tot això sota un esquema que conserva l'energia dins dels punts de mostreig. El perfil parabòlic permet complir aquesta condició entre els punts de mostreig. Per comprovar la validesa del mètode es comparen resultats entre la funció lineal i la parabòlica proposta amb la mateixa freqüència de mostreig i diferent. Com s'exposarà, es conclou que existeix una major precisió en la temperatura i l'energia transferida a l'aire. La present tesi proposa substituir doncs, l'element formador d'ordre 1 per un altre d'ordre 2. Per donar forma a l'evolució de temperatures a cada costat del tancament, a més del balanç de potències es requereix el balanç d'energia pel que l'esquema de càlcul és conservatiu. El mètode proposat permetrà una precisió similar a augmentar la freqüència de mostreig amb un temps inferior de càlcul. Per tant, es pretén a través de la present tesi asseure la base teòrica i metodològica d'un nou model per al càlcul de la transferència de calor en murs per donar resposta a les necessitats actuals d'exactitud i rapidesa en el procés de disseny tant d'edificis nous però especialment dels existents i les seves estratègies de rehabilitació.
Soto Francés, L. (2016). NUEVO MÉTODO CONSERVATIVO PARA LA SIMULACIÓN DE LA TRANSFERENCIA DE CALOR EN MUROS MULTICAPA BASADO EN PERFILES DE TEMPERATURA PARABÓLICOS Y FACTORES DE RESPUESTA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/60924
TESIS

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Estrada, Emanuel da Silva Diaz. "Otimização geométrica de cavidades e caminhos de alta condutividade empregando Design Construtal e algoritmos genéticos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/153326.

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Abstract:

No presente trabalho propõe-se empregar algoritmos genéticos em associação com o design construtal para a otimização de geometrias em problemas de transferência de calor. O objetivo principal de todos os estudos deste trabalho é minimizar a máxima temperatura que ocorre no domínio computacional. Investigou-se, inicialmente, uma cavidade isotérmica em forma de Y inserida em um sólido retangular com geração de calor uniforme a uma taxa volumétrica constante, onde foi feita uma comparação e validação do algoritmo genético frente à busca exaustiva para poucos graus de liberdade. Após, foi feita uma otimização usando somente algoritmos genéticos considerando todos os quatro graus de liberdade do problema e diferentes valores para suas restrições geométricas. O estudo seguinte foi feito considerando a mesma geometria anteriormente discutida, porém considerou-se as paredes da cavidade Y com uma condição de contorno convectiva. Da mesma forma anterior, foi feita uma validação do algoritmo genético frente à busca exaustiva e na sequência uma otimização de todos os quatro graus de liberdade e diferentes valores do parâmetro convectivo a, empregando somente algoritmos genéticos. No terceiro caso, estudou-se um caminho assimétrico em forma de V de um material de alta condutividade. A geometria tem sua base recebendo um fluxo de calor constante e o remove através das extremidades de dois braços ligados a um sumidouro de calor. Otimizou-se a forma pelo método exaustivo considerando quatro graus de liberdade e uma restrição constante . Após, usou-se algoritmos genéticos para otimizar a geometria considerando os mesmos graus de liberdade e diferentes valores para a restrição de ocupação do material condutivo. Similarmente ao caso da cavidade convectiva em forma de Y, por fim, estudou-se a otimização geométrica de um corpo cilíndrico onde cavidades convectivas retangulares com dois pares de braços são inseridas. Realizaram-se otimizações de até sete graus de liberdade e também se estudou a influência de um parâmetro convectivo e das frações de ocupação das áreas do corpo e braços da cavidade. Deste estudo, concluiu-se que quanto maior o número de cavidades, menores são as máximas temperaturas que ocorrem no domínio. Destaca-se, também, a dependência do parâmetro convectivo, que influenciou na forma da melhor geometria encontrada. Para todos os estudos feitos, os resultados mostraram que a busca por meio de algoritmos genéticos levou a uma redução significativa do número de simulações necessárias para obter a geometria ótima com resultados concordantes aos obtidos com busca exaustiva. Além disso, foi possível estender o estudo para problemas com mais graus de liberdade, restrições e propriedades térmicas. Conclui-se que o melhor design é altamente dependente dos graus de liberdade e restrições, este sendo alcançado de acordo com o princípio construtal da ótima distribuição das imperfeições.
In this work, we propose employing genetic algorithms in association with constructal design for geometry optimization in heat transfer problems. The main objective of all studies is to minimize the maximum temperature that occurs in the computational domain. It was investigated initially an isothermal Y-shaped cavity intruded into a rectangular solid conducting wall with heat generation uniformly at a volumetric rate, where a comparison and validation of genetic algorithm against exhaustive search for few degrees of freedom was made. Then, an optimization is performed by means of genetic algorithms considering all four degrees of freedom of the problem and different values for geometric constraints. The following study has been done considering the same geometry as previously discussed, but it is considered the walls of the Y-cavity with a convective boundary condition. Thus, a dimensionless heat transfer parameter to study (a) was added. Similarly, foregoing study, a genetic algorithm validation was performed comparing to the exhaustive search. After, all four degrees of freedom and different values of a parameter only using genetic algorithms were optimized. In the next investigation, an asymmetric V-shaped pathway of high conductivity material was studied. This geometry receives a constant heat transfer rate in its base and removes it by the end of the two branches that are in touch with the heat sink. The shape was optimized by exhaustive approach considering four degree of freedom and a constraint. After, we used genetic algorithms to optimize the geometry considering the same degrees of freedom and different values for the restriction. Finally, similar to the case of the Y-shaped convective cavity, rectangular convective cavities with two pairs of arms inserted into a cylindrical solid body were optimized. Optimizations of up to seven degrees of freedom were performed and the influence of the convective parameter and of the area fractions of the body and arms of the cavity, were also investigated. From this study, it was concluded that the higher the number of cavities, the lower the maximum temperatures occurring in the domain. Also, the dependence of the convective parameter, influenced in the form of the best geometry, is highlighted. For all studies carried out, the results showed that the search using genetic algorithms led to a significant reduction of the number of simulations required to obtain the optimal geometry. Moreover, it was possible to extend the study where it was considered other degrees of freedom, constraints and thermal properties. We concluded that the best design is highly dependent of degrees of freedom and constraints, and this has been achieved according to the constructal principle of optimal distribution of imperfections.

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Barreto, Eduardo Xavier. "Design construtal de caminhos condutivos com geometrias em forma de "i" e "t" para resfriamento de corpos geradores de calor considerando a resistência térmica de contato." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2015. http://hdl.handle.net/10183/133124.

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Abstract:

Este trabalho trata da aplicação do método Design Construtal para investigar a transferência de calor através de caminhos de alta condutividade térmica com geometrias definidas. O objetivo é obter a configuração que reduz a temperatura máxima em excesso do sistema considerando que as áreas ocupadas pelos materiais de alta e baixa condutividade são tratadas como constantes. Assim, o objeto de estudo é um volume de área finita onde ocorre a geração de calor. O escoamento da energia térmica para fora do volume é feito através de um caminho condutor de alta condutividade térmica. O trabalho considerou a resistência térmica de contato entre o elemento condutivo e o corpo gerador de calor, onde um terceiro material com resistência térmica equivalente à resistência de contato é interposto entre os dois primeiros. Na solução da equação da difusão do calor, foi realizado um tratamento numérico através de um código baseado em elementos finitos e utilizando o toolbox PDETool, Partial Differential Equations Tool, que pertence ao aplicativo comercial MatLab®. O tratamento numérico foi realizado considerando-se caminhos condutivos com geometrias em forma de "I" e em forma de "T", mantendo-se as frações de área constantes e variando-se os comprimentos dos materiais de alta condutividade e os da resistência térmica de contato. A otimização geométrica foi feita considerando-se os graus de liberdade existentes para cada geometria, onde os valores otimizados para a situação ideal, ou de acoplamento térmico perfeito, foram comparados para os resultados envolvendo a resistência térmica de contato (RTC). Os resultados indicam que a RTC pode aumentar a temperatura máxima em excesso, assim como tem efeito significativo sobre as ótimas configurações calculadas quando a resistência de contato é levada em consideração para ambas as configurações "I" e "T" estudadas.
This work applies Constructal Design to investigate the heat transfer through high conductive pathways with defined geometries. The objective is to find the configuration which reduces the maximal excess of temperature considering the areas with high and low thermal conductivity are constants. Thus, the object studied here is a volume with a finite area and heat generation. The outside heat flux is conducted through a high thermal conductive pathway. Here, special attention is given to the thermal contact resistance between the high conductive pathway and the solid body, where a third material with a thermal resistance equivalent to the thermal contact resistance is inserted between them. A numerical treatment was given in order to solve the heat diffusive equation. It was used a numerical code based on finite elements and the toolbox – PDETool, Partial Differential Equations Tool, which is part of the MatLab® applicative. The numerical treatment was achieved considering "I" and "T" geometries for the high conductive pathways keeping the areas fraction constants and varying the lengths of both high conductive and the equivalent thermal contact layer materials. The optimization was performed considering the degrees of freedom of each geometry, where the optimized values for the ideal situation, i.e., perfect thermal contact were compared with the results considering the thermal contact resistance. The results indicate that the thermal contact resistance can increase the excess of temperature, as well as it has a significant effect on the optimal configurations when using perfect thermal contact or taking into account the thermal contact resistance for "I" and "T" shaped geometries.

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Machado, Bruno de Souza. "Constructal design de aleta retangular inserida em cavidade com superfície superior deslizante sob efeito de convecção mista." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2014. http://hdl.handle.net/10183/108489.

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Abstract:

O presente trabalho apresenta um estudo numérico do escoamento laminar em cavidade quadrada aletada sob o efeito de convecção mista. O escoamento proposto é assumido bidimensional, laminar e permanente. Objetiva-se através do “Constructal Design” a obtenção de geometria ótima da aleta de forma a maximizar a transferência de calor entre o fluido que escoa no interior da cavidade e a aleta aquecida cuja base está localizada no centro da base da cavidade. Para isto é fixada a relação das dimensões externas da cavidade (H/L) = 1 e variada a relação entre altura e comprimento da aleta (H1/L1) para otimização da troca térmica. A área da aleta apresenta 5% da área total da cavidade e este valor é mantido fixo. O fluido que escoa no inteiror da cavidade possui as propriedades termofísicas do ar para Pr = 0,7. A variação das forças de empuxo no escoamento é realizada através do uso de diferentes números de Rayleigh no intervalo Ra= 10³ a 106. As diferentes magnitudes das forças inerciais serão aplicadas ao escoamento através da variação do número de Reynolds variando entre ReL = 10 e 1000. Para solução numérica das equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia é utilizado o método de volumes finitos (VFM), programa comercial Fluent®, sendo o acoplamento entre velocidade e pressão realizado através do algoritmo SIMPLEC e a discretização espacial pelo método upwind de primeira ordem. Os resultados apresentam um acréscimo significativo na transferência de calor entre a aleta e o fluido a medida que o número de Rayleigh aumenta. Considerando o caso de maior influência do mecanismo de transferência de calor por convecção mista houve um aumento de 779% em comparação com o mesmo caso considerando apenas convecção forçada, o que comprova a importância da convecção natural na maximização da transferência de calor entre cavidade e fluido para os casos analisados.
The present work shows a numerical study of laminar flow inside C-shaped lid-driven square cavity under mixed convection effect. The flow is assumed to be two-dimensional, laminar and permanent. The main objective of this work is by means of Constructal Design to maximize the heat transfer between the fluid and the heated central fin intruded in the bottom of the cavity. The aspect ratio of the cavity is fixed and the fin aspect ratio (H1/L1) varies from 0.1 to 10 ranges in order to maximize heat transfer. The ratio area between fin and cavity (H/L) = 1 is kept fixed at 5%. The thermophysical properties of fluid the air are set at Pr = 0,71. To vary the magnitude of buoyancy forces the Rayleigh number is ranged between Ra=10³ and 106.The inertial forces of flow are ranged by the use of different Reynolds numbers between ReL=10 and 1000. In order to solve the proposed problem, the commercial software Fluent® based on finite volume method was used to solve mass, momentum and energy equations, making the pressure-velocity couple using SIMPLEC method and the spatial discretization using first order upwind scheme. The results showed a significant increase of heat transfer between fin and fluid as consequence of Rayleigh number increase. Considering the mixed convection most influenced case, an increase of 779% was sense in comparison with the same case with forced convection mechanism only, which makes evident the importance of natural convection in the maximization of heat transfer inside cavity in the analized cases.

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Carrocci, Luiz Roberto 1953. "Analise teorica e experimetal de um armazenador de calor sensivel estratificado." [s.n.], 1987. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265470.

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Abstract:

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas
Made available in DSpace on 2018-07-17T01:56:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carrocci_LuizRoberto_D.pdf: 1574660 bytes, checksum: 3b6a30ff0989df5c110a8c3a3275b8f7 (MD5) Previous issue date: 1987
Resumo: Esse trabalho apresenta como objetivo principal estudar o comportamento térmico de um armazenador de calor sensível em líquido estratificado. Para esse estudo foram montados modelos usando as equações de conservação com algumas considerações, acompanhadas das condições de contorno adequada para cada situação de operação do armazenador. Com esses modelos resolvidos numericamente pelo método de diferenças finitas, foram determinados os perfis mostrando a degradação da estratificação no resfriamento natural e o comportamento da temperatura em carregamento e descarregamento. Todos os casos resolvidos teoricamente foram simulados na pratica, numa montagem feita no laboratorio de Armazenadores da FEC-UNICAMP. Finalmente os resultados experimentais e teóricos foram confrontados apresentando boas aproximações.
Abstract: The principal objective of this work is to study the behavior of a sensible heat storage system with stratified liquid. For this study, the analytical model used were based on the equations of conservation with boundary conditions chosen for each mode of operation of the storage system. These models were solved numerically using a finite difference method and the results presented show the degradation of stratification in the storage tank by natural cooling and its temperature behavior during charging and discharging operations. In order to establish the validity of the proposed models, the numerical results were tested against experiments carried out in an apparatus specifically designed and built in the heat storage laboratory of FEC-UNICAMP. Finally the experimental and theoretical results were compared and showed reasonably good agreement.
Doutorado
Doutor em Engenharia Mecânica

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Hermany, Lober. "Design Construtal aplicado a escoamentos de fluidos viscoplásticos sobre dutos de seção elíptica." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2016. http://hdl.handle.net/10183/156492.

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Abstract:

O presente trabalho destina-se ao estudo numérico da geometria de tubos de seção elíptica que facilite a transferência de calor adimensional e diminua a queda de pressão adimensional (Δ̃) sofrida pelo escoamento. O método aplicado é o Design Construtal, que visa determinar a geometria que apresentará a menor resistência ao escoamento, ou seja, busca-se determinar a razão de aspecto da elipse (=⁄) que favorece a transferência de calor e diminui a queda de pressão do escoamento. O fluido empregado neste estudo apresenta características de viscoplasticidade. A relação entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação obedece ao modelo de Herschel-Bulkley modificado. Considera-se que o escoamento é incompressível, laminar, bidimensional, externo e ocorre em regime permanente. A solução numérica do problema proposto é realizada com um código comercial baseado no método dos volumes finitos. É investigada a influência do índice de potência, , sobre a seção elíptica que facilita o escoamento e, para isso, este índice é variado de 0,4 a 1. A influência dos números de Reynolds (√), Herschel-Bulkley (√) e Prandtl (√) sobre o comportamento do escoamento também é avaliada. √ é variado de 1 a 40, √ é variado de 1 a 100 e √ é variado de 0,1 a 100 Os resultados mostram que, para um escoamento com √=1, √=1 e √=1, o aumento do índice de potência influencia negativamente na transferência de calor adimensional e a seção elíptica, que maximiza esta transferência de calor adimensional, tende a ser mais alongada na direção do escoamento. Já e influenciam positivamente na transferência de calor adimensional. Para um escoamento com √=1, √=1, =0,4 conclui-se que com o aumento de a razão de aspecto ótima (q,opt), do ponto de vista térmico, diminui. Quando é considerado um escoamento com √=1, √=1, =0,4 conclui-se que q,opt diminui com o aumento de , ou seja, a elipse torna-se mais alongada no sentido do escoamento. A variação de √ em um escoamento com √=1, √=1, =0,4 mostra que o aumento deste parâmetro acarreta em aumento da taxa de transferência adimensional e de Δ̃.
The present work is aimed at the numerical study of the geometry of elliptic section tubes that facilitates the dimensionless heat transfer and decreases the dimensionless pressure drop (Δ̃) suffered by the flow. The applied method is the Construtal Design, which aims to determine the geometry that will present the least resistance to the flow, that is, to determine the aspect ratio of the ellipse (=⁄) that favors heat transfer and decreases the flow pressure drop. The fluid used in this study has viscoplasticity characteristics. The relationship between shear stress and strain rate follows the modified Herschel-Bulkley model. It is considered that the flow is incompressible, laminar, two-dimensional, external and occurs in steady state. The numerical solution of the proposed problem is carried out with a commercial code based on the finite volume method. The influence of the power index, n, on the elliptical section facilitating the flow is investigated, and for this, the index is varied from 0.4 to 1. The influence of the Reynolds number (√), Herschel-Bulkley number (√) and Prandtl number (√) on the flow behavior is also evaluated √ is varied from 1 to 40, √ is varied from 1 to 100 and √ is varied from 0.1 to 100. The results show that for a flow with √=1, √=1 and √=1, the increase of the power index negatively influences the dimensionless heat transfer and the elliptic section, which maximizes this dimensionless heat transfer, tends to be more elongated in the direction of flow. Already √ and √ influence positively the dimensionless heat transfer. For a flow with √=1, √=1, =0.4 it is concluded that with the increase of √ the optimum aspect ratio (q,opt), from the thermal point of view, decreases. When a flow is considered with √=1, √=1, =0.4 it is concluded that q,opt decreases with the increase of √, that is, ellipse becomes more elongated in the flow direction. The variation of √ in a flow with √=1, √=1, =0.4 shows that the increase of this parameter causes an increase of the dimensionless transfer rate and Δ̃.

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Busato, Giulio. "Analisi teorica e sperimentale sulle pompe di calore." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2013. http://hdl.handle.net/11577/3423621.

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Abstract:

This doctoral thesis is concerning the theoretical and experimental analysis of heat pumps. In the first section of this study a design tool for predicting steady-state cooling and heating performance of vapor compression refrigerating machines is developed. In order to achieve correct results, accurate thermodynamic models are implemented to predict heat transfer coefficients, pressure drops and refrigerant mass charge. The software has been firstly developed for charge inventory purpose, and, as a consequence, it also has the capability to predict performance in off-design conditions given a fixed refrigerant charge. Moreover it can be useful for the liquid receiver dimensioning in reversible heat pumps, or for subcooling degree optimization at the condensers. In the present work the methodologies used for the calculation of the performance of each component are presented. The second part of the work is concerning gas absorption heat pumps, working with the refrigerant mixture water-ammonia. A theoretical design procedure is carried out and again verified by means of experimental measurement on a prototype. The last part of the study is concerning the estimation of the possible advantages of combined heating plants including solar collectors, air source heat pump and a condensing boiler. The investigation is carried out in collaboration with the manufacturers of the machines, allowing to have precise information about all the components. Investigations are carried out to compare the proposed systems with a standard solution with a condensing boiler only. Three different locations are considered in the present study. Comparisons are made regarding primary energy consumption, equivalent CO2 emission, percentage of renewable energy used and possible economical saving. For this purpose TRNSYS-based approach is adopted. The whole heating plant and the building are modeled together. Each component performance was previously measured in order to tune the mathematical model to be used in TRNSYS. In particular, experimental measurements were performed on a test-plant, allowing to tune a model for the stratification of the real storage tank, and for its dynamic response. The estimation of the dynamic behavior, and thus the heating load of the considered building, is carried out by means of TRNSYS. Domestic Hot Water consumption is calculated as well.
Questa tesi di dottorato è incentrata sull’analisi teorica e sperimentale di macchine frigorifere e in particolare di pompe di calore. Nella prima parte si affronta il calcolo di progetto e di verifica di macchine frigorifere e dei loro componenti. Attraverso un’accurata modellizzazione dei dispositivi coinvolti e dello scambio termico si è giunti a sviluppare un software di calcolo completo, che permette di valutare il comportamento di questo tipo di macchine anche in punti di lavoro off-design. Una parte consistente del lavoro è stata dedicata al calcolo della carica di refrigerante ottimale e agli effetti di accumulo di carica nel ricevitore di liquido con diverse condizioni al contorno. I risultati che si sono ottenuti sono stati verificati confrontando i risultati teorici con prove sperimentali effettuate ad hoc su un prototipo appositamente predisposto e su varie altre produzioni di serie presso la sala prove di Hiref S.p.A. La seconda sezione affronta lo studio delle pompe di calore ad assorbimento ad acqua-ammoniaca. Anche in questo caso l’approccio è dapprima quello del calcolo di progetto termodinamico, seguito da una verifica delle stime effettuate attraverso prove sperimentali su di un prototipo. Nella terza sezione del lavoro viene effettuata un’analisi energetica su un impianto di nuova concezione confrontando i possibili vantaggi rispetto a sistemi tradizionali di generazione. Lo studio si articola attraverso varie simulazioni dinamiche svolte in ambiente TRNSYS. A tal fine è stato possibile ottimizzare i modelli di simulazione dei singoli componenti, avendo accesso ai dati sperimentali sulle prestazioni delle singole macchine. Inoltre è stato possibile condurre delle prove su un impianto pilota installato presso i laboratori di SIME S.p.A. Ciò ha permesso di ricavare informazioni utili per modellizzare il comportamento dinamico di un serbatoio di accumulo combinato con stratificazione. Dopo aver calibrato i modelli dei singoli componenti di impianto è stato possibile ricostruire un modello completo dell’impianto e di una villetta bifamiliare in ambiente TRNSYS; il modello considera il riscaldamento sia a bassa che ad alta temperatura e la produzione di acqua calda sanitaria. Il sistema ibrido composto da caldaia modulante a condensazione, pompa di calore reversibile e solare termico viene messo a confronto con una soluzione convenzionale, ovvero un impianto con sola caldaia, e con diverse combinazioni di fonti energetiche.

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Abogderah, Almabrouk Mansor. "Analise teorica, numerica e experimental de um coletor solar com tubos de calor." [s.n.], 1991. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263290.

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Abstract:

Orientador : Kamal A. R. Ismail
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-14T02:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abogderah_AlmabroukMansor_M.pdf: 1760148 bytes, checksum: d9544f71a706721a3fbf90cefbddd106 (MD5) Previous issue date: 1991
Resumo: Apresentamos nesta dissertação os resultados numéricos e experimentais de um coletor solar com tubos de calor. A solução analítica dos tubos de calor, usando metanol como fluido de trabalho, é baseada em uma formulação unidimensional e suas performances térmicas foram determinadas para verificar os limites de operação do projeto. A análise do coletor solar é baseada no modelo de Duffie e Beckman (1980) [14] com modificações para permitir a utilização de tubos de calor como meio de transporte de calor absorvido pela placa. Apresentamos também uma avaliação comparativa entre este coletor e um coletor solar convencional de placa-plana. Os resultados do teste apresentados mostram uma boa concordância com o medeIo teórico e, em geral, o coletor solar de placa-plana com tubos de calor mostrou um comportamento similar ao coletor solar convencional
Abstract: This dissertation presents numerical and experimental results of a flat-plate solar collector with heat pipes which was constructed, instrumented and tested ill parallel with a commercial conventional unit. The obtained experimental results of the two collectores are compared to show their relative merits. The experimental results of the flat-plate solar collector are also compared with its numerical predictions from the developed modell14J. The analytical solution of the methanol heat pipes is obtained using one dimensional formulation and their limits are calculated to ensure the performance of the collector. Th~ fiat-plate solar collector is analysed following the method of Duffie and Beckman (1980) 114] wit~ modification to suit the use of heat pipes for heat transport and removal. The experimental tests of the fiat-plate solar collector with heat pipes are compared with the numerical predictions giving good agreement in the test range especially around mid-day wh~n the collector approaches the heat pipes operating temperature. The poor performance of the solar collector in the morning and late afternoon is due to high incidence angle of solar beams which impairs the performance of the heat pipes
Mestrado
Termica e Fluidos
Mestre em Engenharia Mecânica

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Magalhães, Filho Paulo 1951. "Estudo teorico e experimental de armazenador de calor sensivel com tubos solidos." [s.n.], 1986. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263661.

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Abstract:

Orientador : Kamal Abdel Radi
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas
Made available in DSpace on 2018-07-14T17:43:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MagalhaesFilho_Paulo_D.pdf: 2359313 bytes, checksum: b0acebdb687b5e422c437cad3494076c (MD5) Previous issue date: 1986
Resumo: Este trabalho apresenta em sua introdução, uma orientação sobre o problema de armazenamento de calor sensível, onde se destaca o caso onde o fluído escoa no interior de um cilindro oco, tendo a superfície externa isolada termicamente. A modelagem matemática e a solução numérica são feitas para que se tenha a previsão do comportamento da resposta transiente do calor sensível armazenado em sólidos de formato cilíndrico. A equação que descreve a distribuição de temperatura no sólido e a Equação de FOURIER e o método numérico utilizado e o método das Diferenças Finitas. Os materiais armazenadores e os fluidos utilizados são os pares aço-óleo térmico e concreto-ar, para os quais foram montados bancos de ensaios, distintos, com recursos que possibilitam a variação da temperatura e da vazão do fluído. Os resultados dos testes de carregamento e descarregamento são apresentados na forma de gráficos e tabelas. Comparando os resultados encontrados, através dos dados levantados experimentalmente e da previsão feita através da solução numérica-computacional, uma discussão é apresentada e utilizada para as conclusões e sugestões de aplicação dos resultados deste trabalho. Como aplicação, tem-se o projeto analítico e a verificação experimental de uma unidade armazenadora, fazendo também uma discussão dos resultados comparativos encontrados
Abstract: This work presents the results of a numerical model for a sensible heat storage system composed of hollow tubes and also the experimental analysis carried out to establish the validity of the model and the performance of the storage system under varying operational conditions. The analytical model developed is solved numerically using an interative finite difference method and the obtained results of temperature distribution in the solid and fluid as well as the heat stored are presented in a non dimensiona1 form. Experimentals are performed on a specially designed loop rig to test storage tanks. The rig enables using oil and air, control of temperature and flow rate. A very large number of thermocouples was distributed along and across the model as well as at the entry and exit sections of the working fluid in order to enable mapping of the temperature profiles. Two different model materials were used in this study: the first was ma de of steel for high temperature applications while the other was ma de of concrete. This work also presents a theoretical and experimental model to describle the transient behaviour of a sensible heat storage unit formed by arrays of thick steel tubes in the form of heat exchanger. In the proposed arrangement the hot and cold fluids can f10w in opposite and parallel directions to enable verifications of the theoretical results. Curves and tab1es of comparison between numerical results and the experiments are presented and discussions
Doutorado
Doutor em Engenharia Mecânica

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Quispe, Vega Luz Teresa. "Controlabilidad exacta interna para la ecuación semilineal del calor." Master's thesis, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2018. https://hdl.handle.net/20.500.12672/8973.

Full text

Abstract:

Estudia el problema de la controlabilidad exacta en el interior del dominio Ω asociado a la ecuación semilineal parabólica { y′ − ∆y + f(y) = h , en Q | y = 0 , sobre Σ | y(0) = y0 , en Ω. Se demuestra que para cada estado inicial y 0 ∈ L 2 (Ω) y cada estado final z 0 ∈ L 2 (Ω), es posible encontrar una función control h ∈ L 2 (0, T; H−1 (Ω)) que al actuar sobre el sistema conduzca al estado y(x, t) hacia el estado final z 0 en el tiempo T. Además, se demuestra que el control h es Lipschitz continúo sobre los estados finales y se estudia el comportamiento de h cuando f tiende a cero. En la parte final del trabajo se estudia algunas aplicaciones del teorema principal, por ejemplo a los modelos semilineales de Fisher, Kierstead, Slobodkin y Skellam, Fisher - KPP y Jin-ichi-Nagumo.
Tesis

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Bazzo, Edson. "Investigação teorica e experimental de circuitos de bombas capilares." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 1996. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/76989.

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Abstract:

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico
Made available in DSpace on 2012-10-16T23:45:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T20:41:42Z : No. of bitstreams: 1 103921.pdf: 69001095 bytes, checksum: db10e2c332d90da6ca33fd14a4e8a948 (MD5)
O comportamento térmico e hidrodinâmico de bombas capilares de ranhuras circunferenciais é analisado com a finalidade de torná-las viáveis ao uso em circuitos de transferência de calor de dupla-fase. Comportamento de partida, limite capilar e capacidade de reativação da condição eventual de colapso são itens analisados. Resultados experimentais demonstram fluxos de calor da ordem de 12 kW/m2, usando Freon 11 como fluído de trabalho.

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Avelar, Ana Cristina. "Analise teorica e experimental da tranferencia de calor em placas de circuito impresso formando canais verticais abertos." [s.n.], 1997. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263433.

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Abstract:

Orientador: Marcelo Moreira Ganzarolli
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-22T20:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avelar_AnaCristina_M.pdf: 5757345 bytes, checksum: ab66436b252ec7b8b48d4756dd9e7f42 (MD5) Previous issue date: 1997
Resumo: Os constantes avanços tecnológicos em eletrônica e informática tem tornado os sistemas eletrônicos cada vez mais compactos, aumentando-se a quantidade de calor a ser removida dos componentes e placas de circuito impresso. Por este motivo, atualmente são exigidos sistemas de dissipação de calor altamente eficientes. Este estudo analisa teórica e experimentalmente a transferência de calor em canais verticais formados por placas de circuito impresso dispostas paralelamente, resfriadas por convecção natural e propõe uma modelagem, baseada em relações existentes na literatura, que busca prever a distribuição de temperaturas em pontos significativos nos canais e placas em função da potência dissipada e da distância entre as placas. Este estudo visa também analisar os efeitos do aquecimento não-uniforme das placas que formam o canal. Na simulação teórica, devido à pequena espessura da placa o gradiente de temperatura ao longo da espessura da mesma foi desprezado e resolveu-se numericamente a equação de transferência de calor em coordenadas cartesianas bidimensionais e em regime permanente. Equacionou-se balanços de energia para os componentes e para o ar no canal e o problema foi resolvido numericamente através de um programa computacional. As placas de circuito impresso utilizadas nos testes experimentais, concebidas exclusivamente para fins de estudos térmicos, possuem uma base de epóxi com 25 resistores discretamente distribuídos sobre sua superfície de 200x164mm. Realizou-se testes com aquecimento uniforme e não-uniforme, variando-se a potência por componentes nas placas. Variou-se também as potências por placas e as distâncias entre as mesmas. Testou-se as potências de 2, 4,6 e 8 W e as distâncias entre placas de 12,24, e 48mm. Verificou-se boa concordância entre os resultados numéricos e experimentais, principalmente para a menor distância entre placas, 12 mm, onde a diferença entre os resultados teóricos e experimentais foi muito pequena
Abstract: The constant technological advances in electronics and computations have made the electronic system increasingly more compact, thus increasing the amount of heat to be removed ITomthe components and printed circuit boards. For this reason, highly efficient system of heat removal are presently required. This study analyses both theoretically and experimentallyheat transfer in an array of vertical parallel printed circuit boards, cooled off by natural convection and proposes a modeling, based on correlation found in literature which tries to predict temperature distribution in significant places in the channels and boards as regards dissipated power and distance among boards. This study also aims at analyzing nonuniform heating effets of the channel made boards. In the theoritical simulation, due to the board' s small thickness, the temperature gradient across the board has been neglected, and the equation of heat transfer in two-dimensional Cartesian was numericallysolved, and on a steady state. Energy balances for the componentes were formulated, and the problem was numerically solved by a computer programo The printed circuit boards used in the experimental tests, manufactured speciallyfor heat trasnfer studies have an epoxy basis with 25 resistors discretely distributed on 200 x 164 mm. Uniform and non-uniform heating tests were performed, thus a variation of power and distance among them had a variation. The 2, 4, 6 and 8 W power and distance among 12, 24 and 48 mm boards were tested. Good agreements between numerical and experimentalresults were observed, mainlyfor the smaller distance among boards, 12 mm, the differencesbetween the theoretical and experimentalresults were small
Mestrado
Termica e Fluidos
Mestre em Engenharia Mecânica

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Rocha, Natã Firmino Santana. "Equação do Calor com dado inicial singular." Universidade Federal de Sergipe, 2016. https://ri.ufs.br/handle/riufs/5797.

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Abstract:

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
In this dissertation, we will use the techniques established in [2] to analyze the existence and uniqueness of classical solution to the nonlinear heat equation in ; provided u0 2 Lq() with some conditions on 1 q 1, where RN is a smooth bounded domain and p > 1.
Nesta dissertação, vamos utilizar as técnicas vistas em [2] para analisar a existência e unicidade de solução clássica para a equação do calor não-linear quando uo E Lq com algumas condições sobre 11.

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Gurioli, Laura. "Equazione del calore." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/21266/.

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Abstract:

L'obiettivo di questa tesi è lo studio dell'equazione del calore. Come accade per molti fenomeni fisici, anche per la diffusione del calore risulta utile trovare un modello matematico che lo descriva in modo fedele e che ne riassuma le principali caratteristiche. Questo modello, nel caso della diffusione del calore assume la forma di un'equazione alle derivate parziali del secondo ordine, chiamata equazione del calore. Nel primo capitolo di questa tesi vedremo come nasce il modello per la diffusione del calore. Nel capitolo 2 definiremo l'equazione del calore e la soluzione fondamentale, che utilizzeremo poi per ricavare la soluzione del problema di Cauchy omogeneo e non omogeneo. Successivamente ci occuperemo di individuare le formule di media per le funzioni caloriche. Nel capitolo 3 vedremo il principio di massimo debole e l'unicità della soluzione, che ne è una diretta conseguenza. Inoltre proveremo un risultato più preciso, il principio di massimo forte. Nell'ultimo capitolo torneranno utili le formule di media viste nel capitolo 2, grazie a esse enunceremo e dimostreremo la disuguaglianza di Harnack. Infine, servendoci di quest'ultima, proveremo il Teorema di Liouville per le funzioni caloriche.

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Bizzo, Waldir Antônio 1955. "Estudo experimental e teorico sobre queimador auto-recuperativo para gas de baixo poder calorifico." [s.n.], 1985. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265095.

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Abstract:

Orientador: Raymond Burnyeat Peel
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-15T14:04:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bizzo_WaldirAntonio_M.pdf: 2081210 bytes, checksum: 78dd951372b58e927095ee15a6ef7432 (MD5) Previous issue date: 1985
Resumo: Este trabalho apresenta resultados experimentais e teóricos sobre o desempenho de um queimador auto-recuperativo para gás de baixo poder calorífico, com a finalidade de se obter maiores temperaturas de operação de fornos do que as conseguidas co~ este tipo de gás, alem da própria economia de energia proporciona da pe~a recuperação de calor dos produtos de combustão. Um ,queimador auto-recuperativo, para potência de 100.000 kcal/h, foi projetado, construído e testado queimando gás de gasogênio a lenha em diversas condições de operação. Um modelo matemático foi desenvolvido para aplicação'. em computador, com a finalidade de prever o comportamento do queimador auto-recuperativo, e seus resultados foram comparados com os testes experimentais. o modelo testado obteve ate 6000C de preaquecimento do ar de combustão, atingindo cerca de l4000C num forno de testes, e a simulação teórica ajustou-se bem com os resultados experimentais
Abstract: Not informed.
Mestrado
Mestre em Engenharia Mecânica

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Souza, Eduardo Netto de. "Analises teorica e experimental do fluxo de calor variacional na solidificação de cilindros horizontais e sua correlação com caracteristicas estruturais." [s.n.], 2004. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265585.

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Abstract:

Orientador: Amauri Garcia
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-04T01:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_EduardoNettode_D.pdf: 8584004 bytes, checksum: bbd48f6326c1c1f44395428b5c36f8c0 (MD5) Previous issue date: 2004
Resumo: Nos processos de lingotamento contínuo horizontal e fundição convencional em moldes com geometria cilíndrica, o coeficiente de transferência de calor é variável ao longo do perímetro da geometria em questão, resultando em assimetria estrutural nos produtos brutos de fusão. Para controlar as estruturas de solidificação, além de compreender os mecanismos de fluxo de calor, é necessário determinar os coeficientes de transferência de calor metal/molde dmante o processo de solidificação. Com o auxílio da modelagem matemática desenvolvida por método de diferenças finitas, o presente trabalho correlaciona os parâmetros térmicos do processo com as estruturas de solidificação. O aparato experimental utilizado nos experimentos foi projetado para assegurar um fluxo de calor essencialmente radial unidirecional durante o processo de solidificação com uma lingoteira refrigerada a água em aço ÚlOX, e com a superficie polida no contato com o metal. Os experimentos foram realizados com as ligas Sn-So/oPb, Sn-lSo/oPb e Sn20o/oPb, analisando-se o efeito da temperatura de vazamento do metal liquido no coeficiente de transferência de calor com superaquecimentos de 3% e 20% acima da temperatura liquidus. O método utilizado para determinação do coeficiente de transferência de calor metal/molde (h) é o lliCP (Inverse Heat Conduction Problem), baseado em perfis térmicos experimentais em pontos específicos do lingote em conjunto com o modelo matemático de solidificação. O método consiste em estimar um coeficiente na interface metal/molde a partir do modelo matemático e confrontar com resultados obtidos experimentahnente. Os resultados permitem a determinação de expressões de coeficiente de transferência de calor metal/molde como uma função exponencial em relação ao tempo para diferentes composições e superaquecimentos. Leis experimentais são estabelecidas, descrevendo a posição da isoterma liquidus (Pd e a velocidade da isoterma liquidus (VL) durante o processo de solidificação. Os parâmetros térmicos de solidificação, tais como, a velocidade da isoterma liquidus e taxa de resfriamento são correlacionados com os espaçamentos dendríticos secundários
Abstract: In continuous casting and conventional foundry of horizontal cylinders, the metal/mold heat transfer coefficient is variable along the perimeter of the cross section, generating asymmetrical as-cast structures. To control the structure of cast alloys it is necessary to understand the heat flow mechanisms and to characterize the heat transfer coefficients during solidification. With the aid of a numerical mathematical model developed by using a finite difference method, the present work focuses on the relationships between solidification thermal conditions and as-cast structures. The casting assembly used in solidification experiments was designed to ensure a dominant unidirectional radial heat flow during solidification. A water-cooled stainless steel chill was used, with the heat-extracting surface being polished. Experiments were performed with Sn5wt%Pb, Sn-15wt%Pb and Sn-20wt%Pb alloys. The effect of liquid metal superheat on heat transfer coefficient was also investigated by using two different degrees of superheat: 3% and 20% above the liquidus temperature. The method of determination of metallmold heat transfer coefficient (h) is based on temperature histories at interior points of the casting together with a mathematical model af heat transfer during solidification by solving the IHCP (Inverse Heat Conduction Problem). The inverse problem consists of estimating the boundary heat transfer coefficient at the metal/mold interface ftom measured environment and metal temperatures. The results permit the establishment of expressions of metallmold heat tranSfer coefficients as a power function of time, for different alloy composition and melt superheats. Experimentallaws descnbmg position of liquidus isotherm (PL) and tip growth rate (VL) during solidification have been established. Solidification thermal variables such as tip growth rate and cooling rate are correlated with secondary dendrite arm spacmgs
Doutorado
Materiais e Processos de Fabricação
Mestre em Engenharia Mecânica

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Rocha, Otavio Fernades Lima da. "Analise teorico-experimental da transição celular/dendritica e da evolução da morfologia dendritica na solidificação unidirecional em condições de fluxo de calor transitorio." [s.n.], 2003. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/264680.

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Abstract:

Orientador: Amauri Garcia
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-08-03T15:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_OtavioFernadesLimada_D.pdf: 7409930 bytes, checksum: 185fd4df96219910c3927a54d59d777e (MD5) Previous issue date: 2003
Doutorado

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Ciavatta, Alessandro. "Teoria della superconduttività e soluzione numerica dell’equazione della gap BCS." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/23633/.

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Abstract:

La superconduttività è uno stato della materia caratterizzato dall'assenza di resistività DC. Durante la transizione di fase il materiale espelle dall'interno il campo magnetico applicato, diventando un perfetto diamagnete; questo è noto come effetto Meissner-Ochsenfeld. La prima teoria presentata in questa tesi è la teoria di London, che spiega l'effetto Meissner all'interno delle due equazioni fenomenologiche di London. In seguito viene presentata la teoria di Ginzburg-Landau, che estende la teoria di Landau sulle transizioni di fase del secondo ordine e ricava una dipendenza della densità dei portatori superconduttivi dai parametri termodinamici. Infine viene descritta la teoria microscopica BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer), che supponendo l'interazione elettrone-elettrone attrattiva riesce a dimostrare l'esistenza di un gap energetico, fornendo una spiegazione microscopica alle teorie fenomenologiche. L'equazione che esplicita la dipendenza dell'energia di gap dalla temperatura è stata risolta numericamente tramite un codice in Python.

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FEITOSA, Johnyson Pereira. "Caracterização da liga 6101 refinada com a adição de diferentes teores de cobre e solidificadas em molde unidirecional horizontal e em molde "U"." Universidade Federal do Pará, 2007. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/5161.

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Abstract:

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-08T11:50:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoLigaRefinada.pdf: 2687426 bytes, checksum: 6f9e9d35c25ffa2ae3fc9986c181bc86 (MD5)
Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-06-26T16:59:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoLigaRefinada.pdf: 2687426 bytes, checksum: 6f9e9d35c25ffa2ae3fc9986c181bc86 (MD5)
Made available in DSpace on 2014-06-26T16:59:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoLigaRefinada.pdf: 2687426 bytes, checksum: 6f9e9d35c25ffa2ae3fc9986c181bc86 (MD5) Previous issue date: 2007
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
A liga 6101 (série 6xxx) foi modificada através da adição de cobre nos percentuais de 0,05%Cu e 0,3%Cu, e também de refinadores de grão à base de uma pré-liga Al-Ti-B. As ligas foram caracterizadas termicamente (coeficiente de transferência de calor metal/molde, Velocidade de deslocamento da isoterma liquidus e taxa de resfriamento), mecanicamente (limite de resistência à tração e módulo de tenacidade) e eletricamente (resistência, resistividade e condutividade elétrica) utilizando duas formas de vazamentos: uma sendo através de solidificação em molde unidirecional horizontal e a outra através do molde em “U”. Para a solidificação em molde unidirecional horizontal as caracterizações mostraram-se bastante influenciadas pelos refinadores de grão e pela viscosidade que o cobre exerce na eficiência do contato metal/molde das ligas, alterando significativamente suas propriedades térmicas, mecânicas e elétricas. Por outro lado, na solidificação em molde “U” as ligas foram avaliadas apenas através de caracterização mecânica e elétrica, tendo em vista a preocupação sobre as variáveis do processo de conformação da liga metálica, tais como, a avaliação da taxa de deformação, do limite de resistência a tração, da tenacidade e da resistência, resistividade e condutividade elétrica, do perfil metálico produzido, para corpos de prova de diferentes diâmetros. Para o molde em “U” houve ainda a adição e avaliação de mais duas ligas sendo a Al-0,6Mg-0,4Si-0,1Cu e Al-0,6Mg-0,4Si-0,2Cu. As propriedades mecânicas e elétricas sofreram forte influência do encruamento, do teor de cobre e das microcavidades existentes nas estruturas das ligas.
The 6101 alloy (series 6xxx) was modified with addition of 0.05% and 0.3% of copper and with additions of grain refiners as Al-Ti-B. The alloys were thermally characterized (heat transfer coefficient of metal / mold, displacement speed of liquidus isothermal and cooling rate), mechanically (tensile strength and toughness module) and electrically (electric resistivity, specific resistance and power conductivity) using two forms of pouring out: one is horizontal directional solidification and the other into the "U" mold. By horizontal directional solidification was possible characterize the macrostructure, influenced by refiners of grain and by viscosity that copper provides in the metal / mold efficiency of alloys researched, modifying the thermal, mechanical and electrical properties. The solidification in "U" mold makes possible evaluates the mechanical and electrical properties, seeing the forming process variables of alloys, as forming rate, tensile strength, toughness and electric resistivity, power conductivity and electric resistance, using the specimens obtained in several diameters. For the “U” mold were casting more two alloys to evaluation, Al-0,6Mg-0,4Si-0,1Cu and Al-0,6Mg-0,4Si-0,2Cu. The mechanical and electrical properties had been influenced by cold working, copper content and shrinkage void presents into alloys structures.

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Teruel, Mederos Barbara Janet 1966. "Estudo teorico-experimental do resfriamento de laranja e banana com ar forçado." [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/263334.

Full text

Abstract:

Orientador: Luis Augusto Barbosa Cortez
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Made available in DSpace on 2018-07-31T15:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeruelMederos_BarbaraJanet_D.pdf: 20721638 bytes, checksum: f2e7f167856b1c8085542d27ae299592 (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: Neste trabalho apresenta-se um estudo para a obtenção das curvas de resfriamento e do coeficiente de transferência de calor convectivo, de frutas de geometria diferentes (laranja e banana). Os frutos foram resfriados num sistema de circulação de ar forçado à temperatura de 1 º C e 7 º C e umidade relativa entre 87-88%. O sistema de resfriamento foi projetado para garantir três fluxos de ar, avaliando-se o resfriamento dos fluxos submetidos a fluxos de 6; 7,5 e 10 metros cúbicos por hora.Os frutos foram acondicionados em duas embalagens, com área efetiva para a passagem do ar variando de 40% a 3,5%. Para a coleta dos dados experimentais foi aplicado um delineamento experimental aleatorizado, num esquema fatorial 3x2 para os experimentos com laranja e um esquema fatorial 2x2, nos experimentos com banana. O nível de significância estatística adotado para a análise dos resultados foi de 10%. Outras medições foram desenvolvidas para caracterizar a razão de aspecto dos frutos, e avaliar as perdas de peso após o resfriamento. Um modelo matemático bidimensional, em coordenadas esferoidais prolato, foi adaptado para caracterizar a condução de calor transiente dentro da fruta, assumindo-se condição de contorno convectiva na superfície do corpo. As equações geradas foram resolvidas numericamente pelo método de volumes finitos, e as equações lineares resolvidas iterativamente pelo método de Gauss-Seidel. O coeficiente de transferência de calor convectivo aparente foi obtido por ajuste, aplicando o método dos mínimos quadrados. O modelo prediz a distribuição interna de temperatura nos frutos, assim como a temperatura média ao longo do processo de resfriamento. A adequada concordância entre os resultados experimentais e numéricos, permitem afirmar que o modelo proposto caracteriza adequadamente o processo de resfriamento dos frutos, assim como os valores do coeficiente de transferência de calor obtidos por ajuste. Também foram desenvolvidos cálculos econômicos, que permitiram obter o custo total de resfriamento de laranja em sistemas com ar forçado, comparando-se com o custos quando resfriadas em sistemas convencionais
Abstract: This work states a study for the obtaining of the cooling curves and of the convective heat transfer coefficient of geometrical different ftuits (orange and banana). The ftuits were cooled in a system of forced air to the temperature of 1°C and 7°C relative humidity between 87-88%. The cooler system was projected to guarantee three flows of air, being evaluated the cooler of the fruits submitted to flows of6; 7,5 and 10 m3/h.The fruits were conditioned in two package, with effective passage area ofthe air varying from 40% to 3,5%. For the collection of the experimental data it was applied an experimental random non-alignment, in an factorial scheme 3x2 for the experiments with orange and an factorial scheme 2x2, in the experiments with bananas. The level of statistical significant adopted for the analysis of the results was of 10%. Other measurements were developed for characterize the reason of aspects of the fruits, and to evaluate the losses of weight of the fruits after the cooler. A mathematical bidimensional modei, in prolate spheroid coordinates, was adapted and applied to characterize the conduction of heat transient inside of the ftuit, being assumed boundary condition convective in the surface of the body and constant diffusion coefficient. The generated equations was numerical solved for the finite-volume method or, and the linear equations set was solved iteratively utilizing the Gauss-Seidel method. The apparent heat transfer convective coefficient was obtained by adjustment, applying the square minimum method. The model predicts the internal distribution of temperature in the fruits, as well as the medium temperature along the cooling processoThe appropriate agreement among the experimental and numeric results, they allow to affirm that the model proposed it characterizes the of cooling process of the fruits appropriately used in the experiments, as well as the values of the apparent heat transfer convective coefficient of value obtained by the adjustment. Economical calculations were also developed, that allowed to obtain the total cost of cooling of orange in systems with forced- air cooling, being compared with it costs in room cooling systems
Doutorado
Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

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Braia, Laura. "Teorema del viriale e applicazioni astrofisiche." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2019. http://amslaurea.unibo.it/17895/.

Full text

Abstract:

In questa trattazione si è andati a presentare il noto teorema del viriale e alcune sue importanti applicazioni, in particolare di carattere astrofisico. Nella prima parte si è discusso della derivazione teorica del problema, ponendo particolare attenzione al legame con gli studi tipici della dinamica stellare, introducendo quindi il problema degli N corpi, il concetto di tempo di rilassamento e tutte le approssimazioni associate. In particolare si è discusso di sistemi autogravitanti e di sistemi collisionali e non, e del loro legame con i fluidi cosiddetti ordinari. Si è introdotta, poi, la CBE, presentandone tanto i vantaggi quanto i limiti e come superarli: si è parlato, a tal proposito, del metodo dei momenti, da cui si è arrivati alle equazioni di Jeans. Si è, infine, presentato il problema del teorema del viriale in media temporale. Nella seconda parte si sono, invece, descritte una serie di importanti applicazioni del teorema stesso: si è parlato, innanzitutto, di sistemi autogravitanti e si è descritto il piano viriale. Si è poi discusso brevemente dei sistemi a calore specifico negativo e del fenomeno dell'evaporazione gravitazionale per gli ammassi. Si è presentato anche l'interessante problema, posto da Jeans, dell'instabilità gravitazionale dei sistemi e si è discusso, ancora, della struttura morfologica delle galassie ellittiche. Si è anche parlato della frequenza delle pulsazioni radiali per una sfera di gas e del caso particolare delle implicazioni del teorema del viriale in presenza di un campo magnetico, sottolineando l'importanza del contributo di Fermi e Chandrasekhar in questo ambito, per poi concludere con una breve descrizione degli effetti della compresenza di campo magnetico e raggi cosmici. Data la vastità degli argomenti, per questioni di spazio talvolta si sono omesse importanti dimostrazioni o passaggi matematici, a cui, però, si è fatto riferimento nelle note in fondo, con i rimandi ai testi consultati.

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BAIGUERA, STEFANO. "Developments in non-relativistic field theory and complexity." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano-Bicocca, 2020. http://hdl.handle.net/10281/258694.

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Abstract:

Questa tesi si focalizza sullo studio di due ambiti di ricerca principali: teorie di campo non relativistiche e complessità olografica. Nella prima parte riesaminiamo la classificazione generale dell'anomalia di traccia per teorie di campo 2+1 dimensionali accoppiate a una geometria di Newton-Cartan e revisioniamo anche il metodo dell'heat kernel, che è utilizzato per studiare azioni effettive a un loop e permette quindi di calcolare le anomalie per una data teoria. Applichiamo questa tecnica per estrarre i coefficienti esatti dei termini di curvatura dell'anomalia di traccia sia per uno scalare che per un fermione liberi e non relativistici, trovando una relazione con l'anomalia conforme della controparte relativistica in 3+1 dimensioni che suggerisce l'esistenza di una versione non relativistica del teorema a su cui commentiamo. Proseguiamo l'analisi dello scalare e del fermione libero e non relativistico con il metodo dell'heat kernel accendendo una sorgente per la massa delle particelle: in questa geometria, troviamo che non c'è anomalia gravitazionale, ma l'anomalia di traccia non è invariante di gauge. In seguito consideriamo un modello specifico che realizza un'estensione supersimmetrica N=2 del gruppo di Bargmann in 2+1 dimensioni con superpotenziale non nullo, ottenuto dalla riduzione dimensionale lungo una direzione nulla del modello di Wess-Zumino relativistico. Controlliamo che il superpotenziale è protetto contro le correzioni quantistiche come nella controparte relativistica, così trovando une versione non relativistica del teorema di non rinormalizzazione. Inoltre, abbia una forte evidenza che la teoria è esatta a un loop, a causa della struttura causale del propagatore non relativistico e a causa della conservazione della massa. Nella seconda parte della tesi revisioniamo le congetture olografiche proposte da Susskind per descrivere l'evoluzione temporale del ponte di Einstein-Rosen in teorie gravitazionali: la complessità=volume e la complessità=azione. Queste quantità possono essere usate come un modo per studiare dualità, e noi consideriamo sia il volume che l'azione di buchi neri in spazi AdS_3 warped, che costituiscono delle deformazioni non banali dell'usuale AdS_3, aventi isometrie al bordo non relativistiche. In particolare, calcoliamo analiticamente la dipendenza temporale della complessità trovando una derivata temporale asintotica proporzionale al prodotto della temperatura di Hawking e dell'entropia di Bekenstein-Hawking. In questo contesto, esistono estensioni delle proposte olografiche quando lo stato duale in teoria dei campi è misto, cioé consideriamo soltanto una sottoregione del bordo. Calcoliamo la struttura delle divergenze ultraviolette, il comportamento sub/super-additivo della complessità e la sua dipendenza dalla temperatura per buchi neri warped in 2+1 dimensioni, quando la sottoregione è uno dei bordi disconnessi dello spaziotempo. Infine, calcoliamo analiticamente la complessità=azione per una sottoregione data da un segmento nella geometria del buco nero BTZ, dimostrando che è uguale alla somma di un termine divergente direttamente proporzionale alla lunghezza della sottoregione, più un termine proporzionale all'entropia di entanglement. Mentre questo risultato suggerisce un forte legame tra complessità ed entropia di entanglement, dimostriamo che nel caso di due segmanti disgiunti nella geometria del BTZ ci sono dei termini finiti aggiuntivi: quindi, la precedente elegante struttura rimane vera solo per le parti divergenti.
This thesis focuses on the investigation of two broad research areas: non-relativistic field theories and holographic complexity. In the first part we review the general classification of the trace anomaly for 2+1 dimensional field theories coupled to a Newton-Cartan background and we also review the heat kernel method, which is used to study one-loop effective actions and then allows to compute anomalies for a given theory. We apply this technique to extract the exact coefficients of the curvature terms of the trace anomaly for both a non-relativistic free scalar and a fermion, finding a relation with the conformal anomaly of the 3+1 dimensional relativistic counterpart which suggests the existence of a non-relativistic version of the a-theorem on which we comment. We continue the analysis of non-relativistic free scalar and fermion with the heat kernel method by turning on a source for the particle mass: on this background, we find that there is no gravitational anomaly, but the trace anomaly is not gauge invariant. We then consider a specific model realizing a N=2 supersymmetric extension of the Bargmann group in 2+1 dimensions with non-vanishing superpotential, obtained by null reduction of a relativistic Wess-Zumino model. We check that the superpotential is protected against quantum corrections as in the relativistic parent theory, thus finding a non-relativistic version of the non-renormalization theorem. Moreover, we find strong evidence that the theory is one-loop exact, due to the causal structure of the non-relativistic propagator together with mass conservation. In the second part of the thesis we review the holographic conjectures proposed by Susskind to describe the time-evolution of the Einstein-Rosen bridge in gravitational theories: the complexity=volume and complexity=action. These quantities may be used as a tool to investigate dualities, and we investigate both the volume and the action for black holes living in warped AdS_3 spacetime, which is a non-trivial modification of usual AdS_3 with non-relativistic boundary isometries. In particular, we analytically compute the time dependence of complexity finding an asymptotic growth rate proportional to the product of Hawking temperature and Bekenstein-Hawking entropy. In this context, there exist extensions of the holographic proposals when the dual state from the field theory side is mixed, i.e. we consider only a subregion on the boundary. We study the structure of UV divergences, the sub/super-additivity behaviour of complexity and its temperature dependence for warped black holes in 2+1 dimensions when the subregion is taken to be one of the two disconnected boundaries. Finally, we analytically compute the subregion action complexity for a general segment on the boundary in the BTZ black hole background, finding that it is equal to the sum of a linearly divergent term proportional to the size of the subregion and of a term proportional to the entanglement entropy. While this result suggests a strong relation of complexity with entanglement entropy, we find after investigating the case of two disjoint segments in the BTZ background that there are additional finite contributions: then the previous elegant structure holds only for the divergent parts.

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"Analises teorica e experimental do fluxo de calor variacional na solidificação de cilindros horizontais e sua correlação com caracteristicas estruturais." Tese, Biblioteca Digital da Unicamp, 2004. http://libdigi.unicamp.br/document/?code=vtls000342876.

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Agnelli, Juan Pablo. "Estimación de parámetros y clasificación de datos : aplicaciones biomédicas." Doctoral thesis, 2011. http://hdl.handle.net/11086/158.

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Abstract:

Tesis (Doctor en Matemática)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía y Física, 2011.
En esta tesis se proponen principalmente dos tipos de aplicaciones biomédicas para las cuales hemos empleado diferentes herramientas matemáticas y por lo cual el trabajo está dividido en dos partes. En la primera parte nos hemos abocado a la detección de tumores. El objetivo aquí fue estimar la localización, tamaño y parámetros térmicos asociados a un tumor utilizando como información perfiles de temperaturas medidos sobre la superficie corporal. En la segunda parte del trabajo, el objetivo fue desarrollar un algoritmo capaz de extraer, de una gran base de datos, información que reside de manera implícita en estos. Dicha información es previamente desconocida y puede resultar útil para describir el proceso o fenómeno que está bajo análisis o estudio. En particular, aquí se aplicó para la clasificación de distintos tipos de tumores usando como base de datos niveles de expresión genética.
In this thesis we propose two main areas of study, so the work is divided into two parts. The first one is related with tumor location and estimation of parameters related with tumor regions and the second part is concerned with the development of an algorithm for tumor classification from gene expression levels. In the first situation the goal is to estimate position, size and thermal parameters of a tumor using temperature profiles that have been measured on the top boundary of the domain using a thermography camera. From the mathematical point of view the study of these problems imply to pose and analyze inverse problems and also to develop numerical methods to solve it. In a first stage, we use partial differential equations to model heat transfer in living tissue, more precisely we consider the stationary Pennes equation with mixed boundary conditions. For this elliptical equation we have proved existence and uniqueness of the solution and to solve this direct problem a finite difference scheme of second order is considered. Then, to solve the inverse problems these problems were reformulated as optimization problems and to solve these new problems two different methodologies will be presented. The first one, is based on the use of the Patter Search algorithm. This is a direct search algorithm, so it does not make use of derivatives and therefore is very easy to implement. The second methodology that we present makes use of the information provided by the derivative of the function to minimize with respect to the different variables to be estimated. To calculate this derivative we consider some sensitivity analysis tools. In the second part of the work, the goal is to build an algorithm capable to extract, from a large database, useful information that resides implicitly. This information is previously unknown and may be useful to describe the process or phenomenon that is under analysis or study. In particular, here we are interested in classify different types of tumors using gene expression levels. The proposed methodology is based on three main ingredients: 1)the blurring of distinctions between training and testing populations, through the soft assignment of the latter to classes, in an expectation-maximization framework, 2) a procedure for density estimation through a descent flow, that transforms the original distribution into an isotropic Gaussian distribution and 3) a measure of the clustering capability of a set of variables, which leads to an effective procedure for variable selection. The methodology is particularly useful in situations where there are relatively few observations for a phenomenon that is described by a large amount of variables, and no a priori knowledge that strongly links a small subset of these variables to the classification sought. According to the results obtained the methodologies proposed in the first part of this work can be considered as a potential tool to locate tumor regions, like nodular melanomas, as well as to estimate parameters associated with them that could be useful and important to study the tumor evolution after a treatment procedure. The same conclusion applies to the methodology developed in the second part in order to diagnose, prevent and treat different diseases based on gene expression levels.
Juan Pablo Agnelli.
Estimación de parámetros asociados a tumores -- Modelo matemático -- Problemas inversos -- Introducción al análisis de sensibilidad -- Clasificación y agrupamiento de datos -- Estimación de densidades -- Elección de varialbes y evaluación del agrupamiento -- Ejemplos clínicos : clasificación de tumores.

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Dissertations / Theses on the topic 'Teoria do calor'

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