Effect of cold wire inclination on temperature fluctuation measurements in a heated jet

Hot-wire anemometers at low operating currents are used as fast response resistance thermometers for the study of heated turbulent flows. Simultaneous measurement of temperature and velocity is generally performed with multi-wire arrays. In order to give good spatial resolution a new layout has been tested which uses an inclined temperature wire positioned parallel to the nearest inclined velocity wire. This leads to an asymmetric wire arrangement relative to the mean flow direction. As expected, a reduction in thermal interference from the velocity wires results when compared with an array containing a temperature wire placed normal to the flow. However, measurement of higher order moments of fluctuating quantities in an axisymmetric jet shows considerable distortion of radial distributions which is traced to alteration of the temperature field sensed by the temperature wire. When inclined velocity sensitive wires contain a temperature component, the latter may be affected by the same phenomenon.

Skin-friction measurements in high-enthalpy hypersonic boundary layers

Skin-friction measurements are reported for high-enthalpy and high-Mach-number laminar, transitional and turbulent boundary layers. The measurements were performed in a free-piston shock tunnel with air-flow Mach number, stagnation enthalpy and Reynolds numbers in the ranges of 4.4-6.7, 3-13 MJ kg(-1) and 0.16 x 10(6)-21 x 10(6), respectively. Wall temperatures were near 300 K and this resulted in ratios of wall enthalpy to flow-stagnation enthalpy in the range of 0.1-0.02. The experiments were performed using rectangular ducts. The measurements were accomplished using a new skin-friction gauge that was developed for impulse facility testing. The gauge was an acceleration compensated piezoelectric transducer and had a lowest natural frequency near 40 kHz. Turbulent skin-friction levels were measured to within a typical uncertainty of +/-7%. The systematic uncertainty in measured skin-friction coefficient was high for the tested laminar conditions; however, to within experimental uncertainty, the skin-friction and heat-transfer measurements were in agreement with the laminar theory of van Driest (1952). For predicting turbulent skin-friction coefficient, it was established that, for the range of Mach numbers and Reynolds numbers of the experiments, with cold walls and boundary layers approaching the turbulent equilibrium state, the Spalding & Chi (1964) method was the most suitable of the theories tested. It was also established that if the heat transfer rate to the wall is to be predicted, then the Spalding & Chi (1964) method should be used in conjunction with a Reynolds analogy factor near unity. If more accurate results are required, then an experimentally observed relationship between the Reynolds analogy factor and the skin-friction coefficient may be applied.

Method for determining the shear stress in cylindrical systems

We develop a method for determining the elements of the pressure tensor at a radius r in a cylindrically symmetric system, analogous to the so-called method of planes used in planar systems [B. D. Todd, Denis J. Evans, and Peter J. Daivis, Phys. Rev. E 52, 1627 (1995)]. We demonstrate its application in determining the radial shear stress dependence during molecular dynamics simulations of the forced flow of methane in cylindrical silica mesopores. Such expressions are useful for the examination of constitutive relations in the context of transport in confined systems.

Campo térmico e higrométrico da Regional Praia do Canto no município de Vitória (ES)

Nesta pesquisa foi analisado o comportamento térmico e higrométrico em diferentes locais da Regional Praia do Canto no município de Vitória (ES) tanto no período chuvoso quanto no seco por meio da técnica de transecto móvel. A análise confirmou que as mudanças de uso e cobertura da terra associado com as características do relevo influenciam diretamente as variáveis meteorológicas, neste caso a temperatura do ar e umidade relativa do ar. A análise das condições médias de temperatura do ar e umidade relativa do ar permitiu observar dois núcleos aquecidos um ao norte e outro ao sul na área em estudo. Às 15h, tanto no verão como no inverno, a temperatura do ar atingiu o valor máximo e as taxas de umidade relativa, o seu valor mínimo. No verão e inverno, as áreas mais aquecidas ficaram bem definidas, áreas correspondentes aos núcleos aquecidos. As maiores influências do tecido urbano nas variáveis meteorológicas foram verificadas sob atuação da Alta Subtropical do Atlântico Sul. A maritimidade têm um peso importante no comportamento topoclimático urbano, sobre tudo na parte da manhã e da tarde. Na porção centro-leste da área em estudo observou-se até 3ºC a menos nos períodos vespertinos em relação aos pontos localizados na porção norte e sul. Os pontos à centroleste sofrem influência direta dos efeitos da maritimidade e dos arranjos dos prédios que formam sombreamento (Cânions Urbanos), fato que dificulta a formação de núcleos aquecidos durante o dia sobre esta porção. Foram observadas nos dois períodos, tanto no período chuvoso (verão) como também, no período seco (inverno), elevado gradiente térmico, estes localizadas onde há intenso fluxo de veículos, e também nas áreas de construção mais verticalizadas. A intensidade do gradiente térmico é maior sobre a atuação da Alta Subtropical do Atlântico Sul. Às 09 horas, são registrados os maiores gradientes térmicos para os dois períodos analisados. A umidade relativa do ar mantevese elevada durante os dois campos, tanto no verão quanto inverno. Os menores valores de umidade foram registrados em pontos que compõem o núcleo aquecido verificado na parte norte da área em estudo. Em virtude do comportamento das variáveis observadas foram identificadas três unidades Topoclimáticas Urbanas na Regional Praia do Canto.

Utilização de ultrassom na conservação de suco de laranja : efeito sobre características físico-químicas, enzimáticas, microbiológicas e sensoriais

O consumo de suco de frutas vem aumentando no Brasil. Entre 2002 e 2009 o consumo de sucos, sejam eles concentrados, em pó, sucos ou néctares, aumentou em 21%. Devido ao seu sabor agradável e doce, e ao seu valor nutricional, o suco de laranja é o suco mais comum fabricado pela indústria de processamento de bebidas. Diversos fatores podem afetar a qualidade do suco de laranja. A microbiota típica presente no suco de laranja pode ser proveniente de várias etapas de sua produção. Em relação às enzimas, a pectinametilesterase (PME) é a principal causadora de alterações em suco laranja. A pasteurização e a esterilização comercial são os métodos de conservação mais comuns utilizados para inativar enzimas e micro-organismos, porém podem causar efeitos adversos em relação às características sensoriais (cor, sabor, aroma, e outros) dos produtos. A tecnologia de ultrassom vem sendo estudada recentemente como uma forma de conservar os alimentos sem causar efeitos indesejáveis como os provocados pelos tratamentos térmicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização da tecnologia de ultrassom e de ultrassom aliado a temperaturas brandas, como forma de conservar suco de laranja. Para isto, foram analisadas a contagem de mesófilos totais e bolores e leveduras, a atividade da pectinametilesterase, o teor de vitamina C, a cor, o pH, o teor de sólidos solúveis e a estabilidade em relação à turbidez. Ainda, avaliou-se a aceitação sensorial de suco de laranja submetido à termossonicação. Os resultados foram comparados com os obtidos para o suco natural e o suco pasteurizado. Utilizou-se um ultrassom de 40 kHz, associado às temperaturas de 25 ºC, 30 ºC, 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC durante 10 minutos. Os tratamentos utilizando ultrassom a 50 ºC e 60 ºC foram capazes de reduzir a contagem de bolores e leveduras e de mesófilos totais, apresentando uma redução de 3 ciclos logarítmicos. Resultado similar foi encontrado quando realizado o tratamento térmico a 90 ºC por 30 segundos. Observou-se que a aplicação da termossonicação permitiu uma redução significativa na atividade de PME e uma menor perda de vitamina C. O tratamento que apresentou melhor redução na atividade de PME foi utilizando ultrassom 40 kHz com temperatura de 60 ºC. Em relação ao ácido ascórbico, quanto menor a temperatura utilizada em conjunto com a sonicação, menor foi a perda deste composto. O teor de sólidos solúveis, o pH e a cor do suco não foram alterados ao longo do processamento. Avaliando a aceitabilidade do suco, verificou-se que a cor não foi influenciada por nenhum tratamento. Em relação ao aroma, sabor e aceitação global o suco submetido a termossonicação obteve aceitação sensorial superior à encontrada para o suco pasteurizado. Concluiu-se então que a utilização da termossonicação como uma forma de conservação para suco de laranja é viável.

Perfis de tensão residual do aço duplex UNS S32304 submetido a diferentes processos de soldagem TIG e condições de tratamento térmico

Visando a aplicação do aço UNS S32304 em embalados para transporte de material radioativo, amostras soldadas por processo TIG, com diferentes gases de proteção, foram submetidas a tratamentos térmicos nas temperaturas de 475°C, 600°C e 750°C por 8 horas, seguidas de resfriamento ao ar, a fim de analisar o efeito de temperaturas críticas no perfil de tensões residuais e microestrutura. A difratometria de raios X foi utilizada para determinação das tensões residuais, em diferentes condições (amostras como recebidas e apenas tratadas termicamente) e o perfil de tensões residuais total das amostras soldadas é apresentado para cada fase (austenita e ferrita). As tensões residuais das fases foram determinadas pela técnica sen2ψ, utilizando um difratômetro com fonte de radiação CuKα (<λ

Uma contribuição experimental aos fundamentos da propagação de uma frente de combustão em meio poroso

A propagação de uma frente de combustão ocorre numa variedade de situações e para diferentes propósitos industriais. O desempenho desses processos precisa melhorar e ao mesmo tempo reduzir os níveis de emissões para atender às normas de emissões internacionais. Para isso é necessário um certo grau de conhecimento tanto do processo como dos fenômenos da combustão. Em todos as situações envolvendo a combustão, a propagação é iniciada por uma fonte de calor e, após a ignição do combustível, a frente de combustão alcança o combustível adjacente. Estudos anteriores mostraram a ignição e propagação de uma frente de combustão como um fenômeno complexo que depende de processos químicos, térmicos e físicos. O presente trabalho abordou os desafios encontrados durante uma abordagem empírica para análise da propagação de uma frente de combustão em leito fixo. A partir da utilização de combustíveis simulados foram analisados: a influência da composição do combustível no comportamento da ignição do mesmo, as características da propagação da frente de combustão (regime de combustão, retração do leito e estrutura da frente) e a influência da ignição do combustível na propagação da frente de combustão. Foi possível realizar um mapeamento, para diferentes composições, do comportamento da ignição de combustíveis sólidos. A partir dos resultados de propagação da frente verificou-se que ocorrem basicamente três estágios de combustão no leito: ignição, propagação e oxidação do carbono fixo remanescente. Através das análises de gás notou-se a existência de dois regimes de combustão no leito: limitada pela reação e limitada pelo oxigênio. Foi obtido que em leitos com alta porcentagem de material inerte, onde há maior estabilidade, há uma maior influência da ignição na frente de combustão. Assim, mostrou-se como esses conhecimentos são úteis em diversas aplicações e processos industriais.

Efeito do aquecimento e resfriamento de pisos no desempenho de matrizes e leitões

O ambiente da criação intensiva de suínos influencia diretamente as condições de conforto e bem-estar animal; ambiente estressante provoca várias respostas, dependendo da capacidade de adaptação do animal, e as instalações têm como finalidade minimizar esses problemas. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o comportamento fisiológico e os índices zootécnicos das matrizes e dos leitões, com a utilização dos sistemas de aquecimento e resfriamento do piso. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, no esquema fatorial em parcelas subdivididas, com cinco repetições para os tratamentos: piso aquecido para os leitões e resfriado para as matrizes (PCARA), piso sem aquecimento para os leitões e resfriado para as matrizes (PRCA) e piso sem modificação (PSMCA). Foram avaliados os parâmetros térmicos e fisiológicos das matrizes dos tratamentos PRCA e PCARA. O tratamento PRCA apresentou o melhor resultado, proporcionando maior conforto térmico para os animais, que atingiram em média um ganho 233 gramas por dia.

Auditorias energéticas: certificação energética de edifícios

O presente trabalho visa apresentar a correcta aplicação dos novos regulamentos energéticos na construção de novos edifícios. O edifício em análise trata-se de um Grande Edifício de Serviços (GES) e como tal encontra-se no âmbito do Decreto-Lei nº 79 de 4 de Abril de 2006 (RSECE). Foi efectuado uma análise dos requisitos térmicos do edifício verificando-se que o mesmo cumpre com os requisitos mínimos definidos no Decreto-Lei nº 80 de 4 de Abril de 2006 (RCCTE), tal como definido no RSECE. Posteriormente efectuou-se uma simulação dinâmica multizona do edifício através do software VisualDOE para efeitos de dimensionamento dos equipamentos de climatização. Esta simulação implicou calibrar o modelo segundo os parâmetros definidos pelo projectista de AVAC e teve como objectivo final estabelecer as potências máximas de aquecimento e de arrefecimento. Após a revisão do projecto de AVAC, e confirmação que o mesmo cumpre com os parâmetros exigidos no RSECE, foi realizada uma nova simulação multizona com o intuito de classificar o edifício segundo o descrito no Decreto-Lei nº 78 de 4 de Abril de 2006 (SCE). Para efeitos de registo do edifício na ADENE é obrigatório a existência de um Plano de Manutenção Preventiva (PMP) pelo que foi estabelecido, neste trabalho, quais os pontos essenciais que um PMP deve ter. Realizou-se, por último, uma nova simulação para determinar se eventuais alterações no projecto poderiam melhorar a classe energética do edifício.

Comparabilidade energética entre sistemas de ciclo de 1 andar e de 2 andares

Este trabalho faz uma análise comparativa do desempenho termodinâmico, num mesmo fluído frigorigéneo, de ciclos frigoríficos em diferentes regimes térmicos, de modo a avaliar as vantagens na utilização da compressão em dois andares sobre a compressão em andar único, para as mesmas temperaturas de evaporação e condensação, nos respectivos permutadores de calor. No estudo o escoamento do fluído é considerado sem perdas de carga, as expansões isentálpicas e as compressões isentrópicas. Os vários rendimentos têm valor unitário de modo a não particularizar o resultado. As temperaturas de regime neste trabalho são -40ºC para a evaporação do fluído e de 40ºC para a sua condensação. As temperaturas intermédias estão no intervalo situado entre -20ºC e 8ºC, com intervalos de 1ºC entre si. Os processos alvo de observação são arrefecimento intermédio (intercooler), remoção do título de vapor à pressão intermédia (flash gas removal), e a combinação dos dois num único processo, com a injecção total de fluído, para o mesmo fluído refrigerante, o NH3 Seguidamente foi analisada a opção em cascata para NH. Foram quantificados valores de COP utilizando compressão seca e compressão húmida. 3/NH3 e em dois fluidos, NH3/CO2 Constatou-se que o processo intercooler e flash gas removal em sistema combinado em compressão seca tem desempenho cerca de 15,5% superior ao ciclo de compressão num só andar, e que a compressão húmida tem melhor desempenho do que a compressão seca, nomeadamente o melhor desempenho na compressão húmida é 11,7% superior ao melhor desempenho na compressão seca.

Energia solar térmica: uma contribuição para a melhoria do RCCTE

O presente estudo pretende avaliar o desempenho energético dos vários sistemas de preparação de águas quentes sanitárias (AQS) em edifícios de habitação. Segundo o RCCTE, decreto de lei nº 80/2006 de 4 de Abril, o recurso a sistemas de colectores solares térmicos é obrigatório sempre que haja uma exposição solar adequada. O RCCTE indica parâmetros de referência para o dimensionamento e cálculo do desempenho do sistema solar térmico. Indica nomeadamente um consumo de AQS a 60º C médio de referência de 40 l por pessoa e exige uma área mínima de captação na base de lm2 de colector padrão por ocupante convencional previsto. Existe no mercado a tendência para dimensionar o sistema para o mínimo exigido pela lei. Este relatório mostra que os parâmetros de referência do RCCTE estão desajustados à realidade portuguesa. Segundo este estudo, o consumo médio diário é o dobro do referido, resultando na redução muito significativa do desempenho energético do sistema solar, dado que existe um subdimensionamento da área de captação. Nestas condições, conclui-se que um sistema tradicional de esquentador a gás é mais eficiente que um sistema de colectores solares térmicos com apoio por efeito de Joule. Em Portugal, cerca de 35% dos sistemas solares em edifícios de habitação, utilizam esta energia de apoio. Este estudo apresenta fortes fundamentos para se rever os parâmetros de referência do RCCTE e permite concluir que o apoio por efeito de Joule, nas actuais condições, não deve ser permitido.

Projecto de central de produção e distribuição de saladas

A temática deste trabalho consiste na Concepção de uma Central Logística de Distribuição de Hortícolas Refrigerados, pelo que se optou por fazer o projecto de uma Central de Produção e Distribuição de Saladas. Este trabalho começará com uma introdução onde se fará a apresentação do projecto bem como os seus principais objectivos. Posteriormente, será feita uma pequena abordagem sobre a microbiologia dos produtos, onde se fará referência às alterações que podem ocorrer nos mesmos, à origem dessas alterações e à influência da temperatura, da humidade e do oxigénio nos produtos perecíveis. De seguida, apresenta-se a memória descritiva do projecto propriamente dito. Nesta descreve-se todo o projecto, começando pelo objectivo do mesmo, pela descrição do edifício e pela explicação do processo tecnológico. Posteriormente referem-se as matérias-primas, a capacidade de produção e as características dos produtos acabados, passando de seguida para o dimensionamento das instalações. Após o dimensionamento das instalações serão realizados os balanços térmicos, a partir dos quais as instalações frigoríficas e de climatização serão dimensionadas. De seguida, far-se-á a caracterização da instalação relativamente à produção de efluentes (gasosos, líquidos ou sólidos), ao abastecimento de água, à rede de esgotos, entre outros. Na parte final da memória descritiva, irá, ainda ser feita, referência às regras higio–sanitárias e técnico–funcionais a que a unidade industrial está sujeita.

Comportamento e mecanismos de falha à fluência em aços P91 e juntas soldadas

A presente dissertação expõe os conhecimentos adquiridos ao longo da experiência acumulada a nível profissional na Alstom Portugal, conjuntamente com os que foram transmitidos durante a frequência do curso de Mestrado de Engenharia Mecânica – Perfil de Manutenção e Produção. O tema da tese aborda o estudo do aço X10CrMoVNb9-1 (P91), com particular incidência em juntas soldadas, que têm estado associadas nos últimos anos ao aparecimento de falhas em centrais termoeléctricas numa fase prematura do seu funcionamento, designadas por fissuração do tipo IV, que ocorrem na zona termicamente afectada pela soldadura onde o grão é mais refinado. A optimização de parâmetros de soldadura e tratamento térmico é essencial para que se consigam obter tempos de resistência à rotura por fluência que estejam em consonância com o definido em fase de projecto. Tendo em consideração a durabilidade dos ensaios de fluência, optou-se para este estudo por efectuar-se uma recolha de dados relativos a estes ensaios realizados em materiais base e juntas soldadas nos últimos quinze anos, com o objectivo de optimização de parâmetros de soldadura e tratamentos térmicos associados. Como conclusões, verificou-se que os diferentes processos de soldadura utilizados não têm uma influência significativa no que corresponde à variação do tempo de rotura por fluência. A utilização de um tratamento térmico de normalização e revenido após soldadura permite uma melhoria de valores de resistência à fluência comparativamente ao tratamento térmico convencional, que é normalmente aplicado em fabrico de componentes sob pressão que utilizam este material. Dada a dimensão e complexidade da maioria destes componentes, estes tratamentos térmicos só podem ser utilizados quando as dimensões dos mesmos possibilitarem a sua colocação em fornos de tratamento térmico habitualmente existentes nos fabricantes. Uma opção viável a ser tomada , no caso de utilização destes materiais, passa por uma redução da tensão de serviço por aumento de espessura dos respectivos componentes. No entanto, este aumento de espessura deve ter em consideração mecanismos de fadiga térmica que devem ser equacionados conjuntamente com os mecanismos de fluência, com o objectivo de se obter os melhores compromissos para cada situação.

Projecto de optimização de unidade de secagem de bacalhau por ar forçado

Este Projecto consiste na Concepção de uma Unidade Industrial de Secagem de Bacalhau, no qual serão projectados túneis de secagem, e consequentemente toda a explicação da dinâmica incutida na secagem do bacalhau. Este trabalho começará com uma introdução à secagem artificial do bacalhau, onde se fará referência aos factores envolventes que directa ou indirectamente influenciam a secagem, de onde se realça, de entre outros, as condições termodinâmicas da secagem. De seguida, será feita uma abordagem clara sobre a decomposição do pescado salgado seco, no qual abordaremos a temática relativa às diferentes formas de decomposição que poderão ocorrer nos mesmos, como a muscosidade, bactérias vermelhas ou fungos. Posteriormente, e de um ponto de vista claro e pragmático, apresentar-se-á a memória descritiva do projecto propriamente dito. Neste ponto descreve-se-á todo o projecto, começando-se pelo seu objectivo, pela descrição da Unidade e pela explicação do processo tecnológico. De seguida, faremos uma breve explicação sobre o sistema de segurança do HACCP, no qual fazer-se-á referência às regras higio – sanitárias e técnico-funcionais da Unidade, passando-se depois, ao dimensionamento das câmaras frigorificas e dos túneis de secagem. Após o dimensionamento das instalações serão realizados os balanços térmicos, a partir dos quais, as instalações frigoríficas das câmaras e túneis de secagem serão dimensionadas. No âmbito dos componentes inseridos nas instalações frigoríficas da Unidade Industrial iremos proceder a uma explicação clara e sucinta dos mesmos. Na parte final, mas não menos importante, far-se-á um resumo do funcionamento das instalações das câmaras frigoríficas e túneis de secagem.