Análise numérica de distorções em chapas finas soldadas por junta tipo t através de processo GMAW / Numerical analysis of distortions in fin sheets welded by t-joint GMAW process

A utilização do processo de soldagem nas indústrias tem se expandido constantemente durante as diversas etapas da produção e, consequentemente, a resistência, bem como a qualidade, das peças soldadas deve acompanhar tal avanço na utilização do processo. Portanto, torna-se crucial prevenir a ocorrência de problemas relacionados à soldagem, destacando-se as distorções, para possibilitar o emprego desta tecnologia na manufatura atual e, para tanto, a simples utilização de metodologias práticas para a prevenção e redução das distorções em peças soldadas não garante suficiente controle sobre tais falhas.  Neste trabalho, a simulação foi realizada através de um modelo computacional no programa de elementos finitos Abaqus® e utilizando uma abordagem de análise térmica e mecânica sujeita à gradientes de temperatura. A validação do modelo computacional foi realizada através da comparação com valores obtidos por ensaios práticos de soldagem e compreendeu: a capacidade do modelo representar o surgimento de distorções, a obtenção de comportamento de distorções pertinentes com os resultados práticos e a comparação da intensidade de deformação. Concluiu-se que o modelo atingiu os resultados esperados

Análise termodinâmica de uma chaminé solar aplicada a Bom Jesus Da Lapa – BA / Termodymic analysis of a solar chimney in Bom Jesus Da Lapa – BA

Neste estudo, uma estratégia de tração natural de ar, de baixo consumo de energia é utilizada para aprimorar a ventilação natural em um ambiente, utilizando um modelo de chaminé solar inclinada. Para caracterização da transferência de calor que ocorre no sistema necessita-se da análise termodinâmica do modelo de acordo a sua aplicação. O modelo termodinâmico baseia-se no desenvolvido por autores presentes na bibliografia específica, com a aplicação de valores de incidência solar ao longo do dia e variações geométricas do canal da chaminé solar com a finalidade de extrair o melhor desempenho para a cidade de Bom Jesus da Lapa – BA. Na validação do modelo, comparou-se os resultados obtidos com resultados presentes na bibliografia estudada. Para os modelos de chaminé estudados, a configuração com: 1,6 m de altura, 2,0 m de largura, ângulo de inclinação de 50° e abertura de 0,30 m apresentou desempenho aceitável, quanto a vazão de ar produzida e a eficiência termodinâmica. As análises revelam ainda que, a largura da chaminé solar é o parâmetro de maior influência no desempenho, seguido pelo ângulo de inclinação e pela abertura de entrada. O modelo proposto de chaminé é capaz de induzir de forma passiva até nove renovações de ar (em um ambiente de dimensões 3x3x3 metros) e apresenta velocidades de ar de até 1,2 m/s para uma radiação solar de 850 W/m²

Aplicação da bucha vegetal (Luffaaegyptiaca) para colmeia de resfriamento evaporativo no Oeste da Bahia/ Sponge gourd (Luffaaegyptiaca) application as an evaporative cooling matrix at West of Bahia

O resfriamento evaporativo é um dos mais antigos e mais eficientes métodos para refrigeração passiva de uma edificação e em climas secos. Seu processo físico se baseia na evaporação da água, que retira calor do ambiente ou do material sobre o qual a evaporação acontece. Este projeto destaca-se, primeiramente, pela aplicação regional – no oeste baiano - visto que a região é caracterizada pela alta temperatura ambiente e baixa umidade do ar ao longo do ano. Com base em estudos de materiais alternativos, percebeu-se a possibilidade da aplicação e avaliação do desempenho da bucha vegetal (Luffaaegyptiaca) para a construção da colmeia evaporativa em sistemas comerciais de climatizadores, tendo em vista sua abrangência na região e fácil adaptação ao sistema proposto. Os resultados indicam que a substituição do material é viável e de fácil aplicação, apresentando características de resfriamento do ar ambiente próximas às da placa comercial

Avaliação do Conforto Térmico de uma Sala de Aula: Uma Aproximação CFD / Thermal Comfort Evaluation of a Classroom: A CFD Approach

O conforto térmico constitui um dos parâmetros mais importantes relacionados ao bem-estar, este por sua vez desempenha um papel importante no conceito de produtividade quando se analisa um ambiente de trabalho, ou mesmo um ambiente universitário como um auditório ou uma sala de aula. Com isso, esse estudo consiste em avaliar, por meio da simulação computacional, o comportamento fluidotérmico associado ao conforto térmico na sala de aula da Universidade Federal do Oeste da Bahia, centro multidisciplinar de Bom Jesus da Lapa- BA. O software ANSYS (versão Student) foi utilizado, sendo possível investigação das fases de pré-processamento, processamento e resultados que envolvem o problema. Um estudo comparativo entre os aparelhos de ar-condicionado em sua posição convencional e na nova posição foram observados, de modo a examinar os campos de temperatura e velocidade ao redor dos corpos hipotéticos (estudantes sentados)

Análise numérica de um coletor solar de tubo evacuado

A utilização de coletores solares - seja para aquecimento de água, produção de energia elétrica, calefação de ambientes ou ainda alimentando sistemas de refrigeração - apresenta uma forte tendência de expansão. As principais razões para isto são que fontes de energias renováveis possuem baixo impacto ambiental além do fato que estes sistemas estão se tornando financeiramente acessíveis. A pesquisa científica neste campo tem acompanhado tal expansão e o coletor solar com tubos evacuados destaca-se como um importante foco de estudos. Projetos deste tipo caracterizam-se pelo seu peculiar processo de fabricação e a sua reduzida perda térmica para o ambiente, aumentando a sua eficiência, principalmente nas regiões frias. Quanto à análise dos fenômenos físicos presentes na operação deste equipamento, devem ser considerados os conceitos inerentes a todos os coletores, como: os mecanismos de captação de radiação solar, convecção natural, condução e os perfis de velocidades e temperaturas ao longo dos sistema. Com isto, diversos estudos foram publicados para obter a representação da estratificação do fluido no interior dos tubos e do reservatório, assim como para a modelagem analítica do problema de fluxo de calor. Este trabalho propõe o estudo de aquecedores solares com tubos evacuados, suas características de operação e parâmetros operacionais. Para o desenvolvimento desta pesquisa, utilizou-se uma ferramenta computacional auxiliar - neste caso, um software para fluidodinâmica computacional (na sigla em inglês, CFD)The solar collectors usage - whether for water heating, electricity production, ambient heating or associated as heat source in cooling systems - has a strong expansion in studies and investments. The man reasons for this are that renewable energy sources have low environmental impact and the fact that these systems are becoming economic reliable. Researches in this field followed such expansion and the evacuated tube solar collector system stands as an important study focus. Such designs are characterized by their peculiar manufacturing process and its reduced heat loss to the ambient, which increases its thermal efficiency (especially in cold regions). The physical phenomena presented in the operation of this equipment is usually analyzed considering the concepts inherent to all collectos, such as concepts coupled to solar radiation receiving, natural convention heat transfer, conduction through glass thickness, and velocity and temperature profiles in the system. Numerous studies were published to represented the fluid stratification inside the tubes and the storage tank, as well as the analytical modeling of the fluid thermal problem. The objectives of this paper were the study of a solar heater with evacuated tube, regarding the operating characteristics and operational parameters. For this reason, a computational fluidynamics (CFD) was usedCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Analysis and optimization of heat sinks with top inlet of fluid

Orientador: Carlos Alberto Carrasco AltemaniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: Este trabalho foi desenvolvido a partir de uma revisão da literatura técnica sobre o projeto térmico de dissipadores de aletas retas com seção transversal constante, resfriadas por um escoamento de ar com a configuração de entrada de ar pelo topo. Diversos modelos foram comparados entre si e com alguns resultados experimentais. Devido a uma falta de concordância observada entre os resultados obtidos pelas correlações analisadas, tanto entre si quanto com as medidas experimentais disponíveis, simulações numéricas foram então efetuadas para avaliar a taxa de troca convectiva forçada de calor e a queda de pressão nos canais desses dissipadores de calor. As simulações foram efetuadas para uma faixa de vazões de ar no dissipador, considerando canais de tamanhos distintos e também o efeito de uma abertura parcial para a entrada de ar no topo do dissipador. Os resultados numéricos obtidos foram utilizados para avaliar o coeficiente convectivo médio nos canais do dissipador, baseado na temperatura média de mistura do escoamento de ar. Uma nova correlação foi então proposta para o número de Nusselt médio nestes canais, em função do número de Reynolds do escoamento de ar e de três parâmetros geométricos dos canais. A nova correlação foi comparada com os resultados das simulações efetuadas e também com alguns resultados experimentais disponíveis. Uma comparação adicional também foi efetuada com novos resultados experimentais obtidos no laboratório de pesquisa, com um dissipador térmico de placas paralelas e testado com a configuração de entrada de ar pelo topo. Embora este dissipador não satisfizesse exatamente todas as restrições geométricas impostas pela nova correlação empírica, os resultados experimentais obtidos foram compatíveis com as previsões da nova correlação. A correlação desenvolvida para o número de Nusselt médio nos canais desses dissipadores térmicos foi então utilizada para a sua otimização térmica. Três funções objetivo foram utilizadas com esta finalidade. A primeira buscou minimizar a resistência térmica do dissipador e as outras duas foram baseadas na Segunda Lei da Termodinâmica. Resultados preliminares da otimização apontaram para configurações geométricas semelhantes para as funções objetivo escolhidasAbstract: This work was developed from a review of the technical literature for the thermal design of parallel plates¿ heat sinks with uniform cross section cooled by airflow with the top inlet and side exit configuration. Several models from the literature were compared to each other and to some experimental results. Due to an observed lack of agreement of the literature correlations among themselves and also with the available experimental results, numerical simulations were then performed to evaluate the forced convective heat transfer in the channels of these heat sinks. The simulations encompassed a range of heat sink airflow rates, considering distinct channel sizes also the effect of a partial opening for the airflow entrance at the heat sink top. The obtained numerical results were employed to evaluate the average convective heat transfer coefficient in the heat sink channels, based on the flow mixed mean temperature as the reference. A new empirical correlation was then proposed for the average Nusselt number in these channels as a function of the airflow Reynolds number and three dimensionless channel geometric parameters. The new correlation was compared with the performed simulation results and also with some available experimental results. An additional comparison was also performed with new experimental results obtained in our Research Laboratory with a commercially available parallel plates¿ heat sink operating with the top inlet and side exit configuration. Although this heat sink did not satisfy exactly all the geometric constraints of the new empirical correlation, the obtained experimental results were compatible with the predictions of the new correlation. The correlation developed for the average Nusselt number in the channels of these heat sinks was then employed for their thermal optimization. Three objective functions were used for this purpose. The first one was to minimize the heat sink thermal resistance and the other two were based on the Second Law of Thermodynamics. Preliminary results with the objective functions presented similar geometric configurationsDoutoradoTermica e FluidosDoutor em Engenharia Mecânica141195/2013-4CNP