Sample records for conduction thermal
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Propriedades térmicas de cinco variedades de café cereja descascado/ Thermal properties of five varieties of coffee in parchment

Borém, Flávio M.; Ribeiro, Ruben C. de M. S.; Corrêa, Paulo C.; Pereira, Rosemary G. F. A.
2002-12-01

Resumo em português Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se determinar, experimentalmente, os valores do calor específico, da condutividade térmica e da difusividade térmica de cinco diferentes variedades de café (Catuaí, Catucaí Vermelho, Catucaí Amarelo, Acaiá e Rubi) em pergaminho e avaliar sua interação com diferentes níveis de umidade. Para determinação do calor específico, utilizou-se o método das misturas. A condutividade térmica foi determinada por meio de (mais) um equipamento experimental baseado no método do cilindro teoricamente infinito e na hipótese de condução unidimensional, na direção radial, do calor gerado por um fio condutor. A difusividade térmica foi definida pelo método indireto, utilizando-se os valores obtidos para a massa específica aparente, calor específico e condutividade térmica. Os valores observados foram submetidos à análise de regressão. A partir dos resultados obtidos, observou-se que os dados de calor específico e de condutividade térmica se ajustaram melhor a uma equação polinomial do segundo grau crescente, enquanto os valores da difusividade térmica se adequaram melhor a uma equação de segundo grau decrescente, em relação ao aumento do teor de água para todas as variedades estudadas. Não foi possível ajustar-se, para cada uma das propriedades térmicas, um modelo matemático único para as cinco variedades estudadas, indicando haver efeito da interação teor de água e variedade. Resumo em inglês This research was developed with the objective to determine, experimentally, the values of specific heat, thermal conductivity and thermal diffusivity for five different varieties of coffee (Catuaí, Catucaí Vermelho, Catucaí Amarelo, Acaiá and Rubi) in parchment and evaluate their interaction with different moisture contents. The mixture method was used for the determination of the specific heat. The thermal conductivity was determined using experimental equipment bas (mais) ed on the theoretically infinite cylinder method and uni-dimensional conduction hypothesis. The thermal diffusivity was determined by the indirect method using the values obtained for the specific mass, specific heat and thermal conductivity. The observed values were submitted to a regression analysis. The values of specific heat and thermal conductivity of coffee in parchment were best-fitted to a positive second-degree polynomial equation while the thermal diffusivity was best-fitted to a negative second-degree polynomial equation in relation to moisture content for all varieties. It was not possible to adjust for each thermal property a single mathematical model for all the five varieties studied which points out an interactive effect of the moisture content and the varieties.

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Propriedades térmicas de grãos de trigo: determinação e modelagem/ Thermal properties of wheat grain: determination and modelling

Ribeiro, Deise Menezes; Corrêa, Paulo Cesar; Resende, Osvaldo; Botelho, Fernando Mendes
2007-04-01

Resumo em português Objetivou-se com o presente trabalho, avaliar as propriedades térmicas dos grãos de trigo, de uma variedade nacional (Aliança), durante o processo de secagem em estufa e ajustar modelos matemáticos que representem satisfatoriamente as variáveis estudadas em função do teor de água. Foram utilizados grãos de trigo com teor de água inicial de 26 %b.s. secos até o teor final de 11 %b.s. em estufa com ventilação forçada a 40 ºC e umidade relativa de 45%. As vari (mais) áveis estudadas foram o calor específico, obtido pelo método das misturas; a condutividade térmica, obtida por meio de um cilindro teoricamente infinito considerando a hipótese da condução unidimensional na direção radial; e a difusividade térmica, determinada indiretamente utilizando-se os valores experimentais da massa específica aparente, calor específico e condutividade térmica do trigo. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que o calor específico e a condutividade térmica do trigo aumentam, enquanto a difusividade térmica apresenta redução dos seus valores com a elevação do teor de água e que estas propriedades térmicas do trigo variam linearmente com o teor de água, sendo satisfatoriamente representadas pelo modelo linear simples, para a faixa de umidade estudada. Resumo em inglês The objective of this work was to evaluate the thermal properties of wheat grain, of a national variety, during the drying process in oven and to adjust mathematical models which represent satisfactorily these variables. Wheat grains with initial moisture content of 26 %d.b. were dried in air forced oven up to 11 %d.b. as the final moisture content. The specific heat was obtained by the method of the mixtures and the thermal conductivity by the utilization of a theoretica (mais) lly infinite cylinder considering the hypothesis of the conduction unidimensional in the radial direction. For thermal diffusivity was certain indirectly using itself the experimental values of the bulk density, specific heat and thermal conductivity of the wheat. Based on the results, it can be concluded that moisture content reduction promotes the specific heat and the thermal conductivity reduction but thermal diffusivity increase and which these thermal properties of the wheat vary lineally with water content, for the interval of studied humidity.

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Medidas da condutividade térmica efetiva de modelos de polpas de frutas no estado congelado/ Measurements of effective thermal conductivity of fruit pulp models in the frozen state

Resende, Jaime Vilela de; Silveira Jr, Vivaldo
2002-08-01

Resumo em português As propriedades termofísicas de alimentos, necessárias nas simulações e cálculos do processo de congelamento, incluem principalmente a densidade, condutividade térmica e calor específico. Neste trabalho, as difusividades e condutividades térmicas da solução, usadas como modelo para o congelamento de polpas de frutas, foram medidas pelo método da sonda com aquecimento. Os experimentos foram conduzidos na faixa de -25 a 0ºC com modelos alimentícios constitu (mais) ídos de 0,5% de K- carrageenan + 10% de sacarose (massa/volume de água). Modelos estruturais foram usados para as avaliações da condução de calor, combinada com a fração de gelo predita para as amostras a partir dos modelos de Heldman e foram comparados com os valores das condutividades térmicas efetivas medidas. Os modelos estruturais empregados foram: em série, paralelo e Maxwell-Eucken, com o gelo considerado como a fase dispersa. Em todos os ensaios, o modelo de Maxwell-Eucken apresentou os melhores resultados (erro máximo de 6,13% quando comparado com os valores experimentais medidos) e foi escolhido para a predição da condutividade térmica efetiva de soluções-modelo de polpas de frutas congeladas. Os valores calculados da condutividade térmica foram ajustados em termos de funções polinomiais, divididas em quatro faixas de temperatura e podem ser usadas na resolução dos problemas de transferência de calor, nos processos de congelamento. Resumo em inglês The thermo physical properties of foods required in the simulation of freezing processes include density, conductivity and specific heat. In this work, thermal diffusivities and thermal conductivities of fruit pulp models were measured using the hot wire probe method. Experiments were carried out from 0 to -25ºC with food models constituted by 0,5% K-carrageenan + 10% sucrose (weight/volume in water). Structural models were used for evaluating heat conduction combine (mais) d with ice fraction predicted from the Heldman models for the samples, and were compared with the measurement of effective thermal conductivity. The structural models used were: series, parallel and Maxwell-Eucken models with ice as the dispersed phase. With all the samples tested, the model, which was composed of the dispersed ice phase, showed the best results (underestimated on 6,13% when compared with experimental measurements) and was chosen for predicting the effective thermal conductivity of frozen fruit pulp model-solutions. The values calculated for the thermal conductivity were fitted in terms of polynomial functions of temperature, divided into four temperature ranges and could be used in the resolution of heat transfer problems in the freezing process.

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COMPARAÇÃO ENTRE TÉCNICAS NUMÉRICAS PARA A RESOLUÇÃO DO PROBLEMA DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM ALIMENTOS ENLATADOS

RODRIGUES, A.D.; SCHMIDT, F.L.; VITALI, A.A.; TEIXEIRA NETO, R.O.; TEIXEIRA, A.A.; GERMER, S.P.M.; SADAHIRA, M.S.
1998-05-01

Resumo em português Este trabalho apresenta a comparação das técnicas de resolução numérica de Diferenças Finitas e Runge-Kutta-Gill de 4a ordem com passo de integração variável para a simulação do modelo de transferência de calor em regime transiente bidimensional em coordenadas cilíndricas e unidimensional em coordenadas esféricas, aplicado a alimentos enlatados processados em autoclave, observando-se a rapidez e a precisão de integração comparados aos perfis reais de tem (mais) po/temperatura, incluindo desvios de processo. Além disso, uma análise de sensibilidade paramétrica na difusividade térmica foi realizada na tentativa de quantificar a influência que essa propriedade possui na resolução numérica. Para tanto, foram realizados ensaios de penetração de calor em autoclave a vapor, utilizando-se latas cilíndricas de 75x90 e 100x110 contendo simulantes de alimentos com características de aquecimento por condução e convecção. Resumo em inglês This work presents a comparison of the integration quickness and precision between the techniques of numerical resolution of Finite Differences and Runge-Kutta-Gill of fourth order with variable integration pass, to do simulation of the unsteady-state heat transfer model, two-dimensional in cylindrical coordinates and one-dimensional in spherical coordinates, applied to canned foods processed in retorts, showing advantages for the technique of Runge-Kutta-Gill. It was als (mais) o accomplished a parametric sensitivity analysis in the thermal diffusivity indicating a great influence of this parameter in the numerical solution. The mathematical simulation were compared with results of real heat penetration tests done in steam retort, using cylindrical cans filled with bentonite suspensions simulating foods with heat characteristics resembling heat conduction and heat convection.

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Refratários para o transporte do alumínio líquido: fundamentos, simulação e prática industrial/ Refractories for molten aluminum transportation: fundaments, simulation and industrial results

Miyaji, D. Y.; Braulio, M. A. L.; Bonadia, P.; Gallo, J. B.; Pandolfelli, V. C.
2009-09-01

Resumo em português Dentre as diversas tecnologias existentes na produção do alumínio primário, o transporte de alumínio líquido em cadinhos (capacidade 8 a 10 t) por longas distâncias (entre 100 e 200 km) tem se tornado uma opção lucrativa para produtores e clientes. Todavia, a escolha correta do refratário de revestimento do cadinho não é uma tarefa trivial, pois uma série de propriedades deve ser considerada de modo a maximizar seu desempenho. Com isso, um estudo teórico env (mais) olvendo termodinâmica, microestrutura, resistência termomecânica, propriedades térmicas e projeto torna-se necessário. Neste trabalho, procura-se conciliar essa teoria com a prática industrial por meio da caracterização de materiais comerciais e a simulação computacional em um software desenvolvido, sendo possível a previsão do comportamento de um cadinho durante sua operação. A partir do acesso a informações da empresa parceira deste estudo, foi possível o acompanhamento industrial obtendo-se maior detalhamento sobre as reais necessidades de um projeto de revestimento de cadinhos. Portanto, suportado por três pilares "teoria", "simulação" e "prática industrial", o presente trabalho tem o intuito de ser uma contribuição tecnológica no auxílio à seleção de refratários para revestimento de cadinhos no transporte do alumínio líquido. Resumo em inglês Among the technologies developed for aluminum industries, the long distance (over 100 to 200 km) transportation of molten aluminum (over 8 to 10 t) in crucibles has become into an advantageous process for suppliers and customers. However, choosing crucible's lining is not an obvious task, because the materials properties must be considered to maximize performance. Thus, a systemic analysis involving design, thermodynamic, microstructure, thermal conduction and thermo-mech (mais) anical factors is required. This work aims to match these theoretical aspects, the industrial results, the laboratory characterization of materials and the computing simulations using a developed software. This software is able to predict the thermal behavior of the heated containers even under operation. Therefore, the three pillars named "theory", "simulation" and "industrial results" used in the present work were applied in the selection of the refractory lining for the molten aluminum transportation crucible.

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Metodologia de baixo custo para levantamento de diagramas CCT em soldagem/ Low-cost methodology for obtaining CCT welding diagrams

Vilarinho, Louriel Oliveira; Araújo, Douglas Bezerra de
2010-09-01

Resumo em português A união de materiais metálicos é freqüentemente associada a problemas metalúrgicos, associados ao material em uso e que, cuja solução, demanda estudos dedicados e demorados. Especificamente, podem ocorrer modificações metalúrgicas na ZAC (zona afetada pelo calor), levando a alterações microestruturais. Contudo esta é uma região de difícil estudo devido a sua pequena dimensão. Assim, a fim de superar esta limitação com relação ao estudo da ZAC, existem (mais) na literatura proposições de máquinas de simulação de ZAC, que fazem uso do efeito Joule para o aquecimento de determinados corpos de prova, que se resfriam por condução e convecção, de forma a simular o ciclo térmico em uma ZAC obtida por soldagem real. Tais simuladores comerciais estão disponíveis, mas a um custo muito alto. Assim, o desenvolvimento de um simulador físico de baixo custo é de grande importância. Em artigos anteriores, a proposição e construção deste simulador, que está baseado na modificação de um equipamento de soldagem a ponto por resistência, foram avaliadas como uso de corpos de prova cilíndricos de geometria fixa. Embora, a fonte consiga suprir a energia necessária para se atingir o ciclo térmico de aquecimento (alta temperatura e baixo tempo), não foi possível atingir um ciclo térmico de resfriamento próximo ao da realidade. Assim, para suprir tal limitação, simulações foram executadas em elementos para determinar a geometria ótima em função do tempo de resfriamento (ciclo térmico) desejado. Todos os dados das simulações foram compilados na forma de uma modelo de regressão para se executar tal otimização da geometria. A partir desta metodologia foi possível construir diferentes diagramas CCT aplicados obtidos com os rápidos ciclos térmicos presentes na soldagem. Tais diagramas são apresentados e comparados com os poucos encontrados na literatura, com boa concordância. Resumo em inglês The joining of metals is often associated to metallurgical problems, which is specific for each material and, therefore, demands dedicated and time-consuming study. Specifically, metallurgical transformations in the HAZ (Heat Affected Zone) can occur and lead to microestructural changes such as grain growth, fragile structures presence, cracking, among others. The HAZ is a difficult region for studying due to its small dimensions, where its properties are defined basicall (mais) y by the base metal characteristics and the factors that affect the thermal cycle of the process. Thus, in order to overcome this limitation of the HAZ study, there are in the literature different proposes of HAZ-simulator machines, which uses the Joule effect for heating specific coupons that cool down by conduction and convection. This approach intends to simulate the thermal cycle in a "real" HAZ obtained in a "real" welding. Comercial simulators are available at very high costs. Therefore, the development of a low-cost machine is welcome. In a previous study, the proposition and construction of this machine, based on the modification of resistance spot welding equipment, was carried out and the first coupons were fabricated in a cylindrical geometry. Although the machine provides sufficient energy, the use of traditional coupons with cylindrical geometry presents restrictions of portraying the "real" case, i.e., the welding. In the cylindrical geometry option, the obtained thermal cycles do not present temperature gradients closer to the ones in "real" weldments. Hence, to overcome this limitation, finite elements modelling was carried out and different coupon geometries were simulated. The objective is to reach thermal cycles as close as possible to the ones obtained in a "real" situation. A database of different geometrical features was achieved by using the finite element analyses. This database was used as the input of model regression analyses by using statistical ANOVA. The empirical resulting model was employed as the input of an optimization algorithm, which is used for searching a given cooling rate desired by the user. From these results is possible to obtain different cooling rates and build-up Continuous Cooling Transformation (CCT) Diagrams dedicated to welding, i.e., with higher cooling rates. Comparison was found in good agreement between obtained diagrams and the literature ones.

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Filmes finos de SrBi2Ta2O9 processados em forno microondas/ SrBi2Ta2O9 thin films processed in microwave oven

Vasconcelos, J. S.; Vasconcelos, N. S. L. S.; Zanetti, S. M.; Gomes, J. W.; Longo, E.; Leite, E. R.; Varela, J. A.
2003-03-01

Resumo em português Filmes finos de SrBi2Ta2O9 foram depositados em substratos de Pt/Ti/SiO2/Si e, pela primeira vez, sinterizados em forno microondas doméstico. Os padrões de difração de raios X mostraram que os filmes são policristalinos. O processamento por microondas permite utilizar baixa temperatura na síntese e obter filmes com boas propriedades elétricas. Ensaios de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de Força Atômica (MFA) revelam boa aderência entre filme e subst (mais) rato, com microestrutura de superfície apresentando grãos finos e esféricos e rugosidade de 4,7 nm. A constante dielétrica e o fator de dissipação, para freqüência de 100 KHz, à temperatura ambiente, foram de 77 e 0,04, respectivamente. A polarização remanescente (2Pr) e o campo coercitivo (Ec) foram 1,04 miC/cm² e 33 kV/cm. O comportamento da densidade de corrente de fuga revela três mecanismos de condução: linear, ôhmico e outro mecanismo que pode ser atribuído à corrente de Schottky. Dos padrões de DRX, análises das imagens por MEV e topografia de superfície por MFA observa-se que 10 min de tratamento térmico a 550 ºC, em forno microondas, é tempo suficiente para se obter a cristalização do filme. Resumo em inglês SrBi2Ta2O9 thin films were deposited on Pt/Ti/SiO2/Si substrates and, for the first time, sintered in a domestic microwave oven. The X-ray diffraction patterns showed that the films are polycrystalline. The microwave processing allows to use a low temperature for the synthesis, obtaining films with good electrical properties. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) results reveal good adherence between film and substrate and a surface microstr (mais) ucture presenting thin and spherical grains and roughness of 4.7 nm. The dielectric constant and the dissipation factor, for a frequency of 100 KHz at room temperature, were 77 and 0.04, respectively. The remaining polarization (2Pr) and the coercive field (Ec) were 1.04 C/cm² and 33 kV/cm, respectively. The behavior of the drift current density reveals three electric conduction mechanisms: linear, ohmic and another mechanism that can be attributed to the Schottky current. From the XRD patterns, analyses of the SEM images and AFM surface topography it was noticed that 10 min of thermal treatment at 550 ºC, in a microwave oven, is enough time to obtain the crystallization of the films.

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Efeitos da temperatura e da movimentação do ar sobre o isolamento térmico do velo de ovinos em câmara climática/ Effect of temperature and air velocity on the thermal insulation of the fleece of sheep in climatic chamber

Maia, Alex Sandro Campos; Silva, Roberto Gomes da; Andrade, Patrícia de Cássia
2009-01-01

Resumo em português Foram utilizados dez ovinos da raça Corriedale - cinco machos e cinco fêmeas com pesos entre 52,2 e 87,6 kg - com o objetivo de avaliar o efeito da combinação da movimentação do ar (0 e 5,0 m/s) com a temperatura do ar (25, 30 e 40ºC) sobre a temperatura retal (T R, ºC), da epiderme (T E, ºC), da superfície do velo (T V, ºC) e do interior do velo (T I, ºC) e a espessura do velo (E V, cm) e suas relações com o isolamento térmico do velo. A presença de vento (mais) não teve efeito sobre as variáveis estudadas, o que sugere que fluxo de ar (40ºC) o fluxo de calor sensível não foi significativa. Resumo em inglês Ten Corriedale sheep were evaluated, five males and five females with 52.2 to 87.6 kg of body weight, to evaluate the effect of air velocity (0 and 5 m/s) and temperature (25, 30 and 40ºC) on rectal temperature (T R, ºC), skin temperature (T E, ºC), fleece surface temperature (T V, ºC), temperature inside the fleece (T I, ºC), and fleece thickness (E V, cm) and their relationship with fleece thermal insulation. The results showed that air velocity did not affect the (mais) studied traits, suggesting that airflow 40°C), the sensible heat flow was not significant.

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