Sample records for energy dissipation
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Turbulência induzida por jatos bifásicos do tipo gás-líquido em tanques de aeração/ Turbulence induced by two-phase gas-liquid jets in aeration tanks

Lima Neto, Iran Eduardo
2010-03-01

Resumo em português Jatos bifásicos do tipo gás-líquido são bastante usados nas engenharias sanitária e ambiental para fins de aeração artificial e mistura turbulenta. O presente trabalho investiga a turbulência gerada por meio desses jatos em um tanque de água, utilizando velocimetria por imagem de partículas. As condições experimentais incluíram jatos bifásicos com frações volumétricas de ar de até 70% e números de Reynolds variando entre 10.600 e 17.700. Os resultados d (mais) os ensaios indicaram que a fração volumétrica de ar afeta consideravelmente as propriedades turbulentas da fase líquida, enquanto o número de Reynolds apresenta efeito secundário. Correlações adimensionais foram então obtidas para expressar a energia cinética turbulenta e a taxa de dissipação de energia em função desses dois parâmetros. Finalmente, são apresentadas possíveis aplicações dos resultados deste trabalho. Resumo em inglês Two-phase gas-liquid jets are widely used in the sanitary and environmental engineering field for artificial aeration and turbulent mixing. The present work investigates the turbulence generated by these jets in a water tank, using particle image velocimetry. The experimental conditions included two-phase jets with gas volume fractions of up to 70% and Reynolds numbers ranging from 10,600 to 17,700. The results indicated that the gas volume fraction affects significantly (mais) the turbulent properties of the liquid phase, while the Reynolds number presents a secondary effect. Dimensionless correlations were then obtained to express the turbulent kinetic energy and dissipation rate as a function of these two parameters. Finally, possible applications of the results obtained in this work are presented.

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Automobilismo: no calor da competição/ Car racing: in the heat of competition/ Automovilismo: en el calor de la competición

Rodrigues, Luiz Oswaldo Carneiro; Magalhães, Flávio de Castro
2004-06-01

Resumo em português O presente artigo questiona o papel do calor como um fator de risco adicional para o acidente que vitimou Ayrton Senna. O automobilismo de competição constitui um desafio biológico, uma situação estressante do ponto de vista mental e físico. A manutenção da performance depende da disponibilidade de carboidratos e oxigênio, hidratação adequada e temperatura interna constante entre 37 e 38 graus centígrados. A dissipação do calor produzido pelo metabolismo oco (mais) rre através do aumento do fluxo de sangue para pele e produção de suor e manter a temperatura cerebral constante se constitui num problema permanente. Verificou-se experimentalmente que a energia necessária para dirigir um automóvel de corrida é comparável a um esporte como o voleibol. Durante uma corrida, o indivíduo está exposto a um microambiente quente na cabina, que pode atingir 50ºC, gerado por fontes de calor mecânicas e ambientais. O bloqueio da evaporação do suor pelo macacão resulta em umidade e desconforto pessoal, o que implica maior esforço mental para dirigir o carro. As medidas contra o calor começam antes da corrida, cuidando-se do estado nutricional, da hidratação e principalmente do condicionamento físico através de exercícios aeróbios regulares e adequados, que permitem aumentar a capacidade de trabalho e a tolerância ao calor, o que resulta em menor fadiga durante a corrida. Outro procedimento importante deveria ser a aclimatação prévia dos pilotos aos ambientes quentes e úmidos. Deve-se fazer o possível para reduzir o aquecimento do veículo e respeitar o sistema de bandeiras de advertência para os riscos de hipertermia. Em conclusão, embora Ayrton Senna fosse um indivíduo com maior risco de desenvolver hipertermia, independentemente de outras causas, não parece ter havido tempo de corrida suficiente para haver produção de calor metabólico capaz de aumentar excessivamente a temperatura interna do piloto nas condições ambientais do autódromo no dia de sua morte. Resumo em espanhol El presente artículo cuestiona el papel del calor como un factor de riesgo adicional para el accidente que sufrió Ayrton Senna. El automovilismo de competición constituye un desafío biológico, una situación estresante desde el punto de vista mental y físico. El mantenimiento de la performance depende de la disponibilidad de los carbohidratos y del oxígeno, hidratación adecuada y temperatura interna constante entre 37 y 38 grados centígrados. La disipación de ca (mais) lor producido por el metabolismo que ocurre a través del aumento del flujo de sangre para mantener la temperatura cerebral constante constituye un problema permanente. Se ha verificado experimentalmente que la energía requerida para conducir un auto de carrera es similar a la requerida para practicar un deporte como el voleibol. Durante una carrera, el individuo está expuesto a un microambiente caliente dentro de la cabina que puede llegar hasta los 50 grados centígrados generado por fuentes de calor como las mecánicas y las ambientales. El bloque del sudor por el mameluco resulta en humedad y disconfor personal, lo que implica un mayor esfuerzo personal para conducir el auto. Las medidas contra el calor comienzan antes de la carrera, cuidando el estado nutricional, la hidratación y principalmente el acondicionamiento físico a través de ejercicios aeróbicos regulares y adecuados, que permitan aumentar la capacidad de trabajo y la tolerancia al calor, lo que resulta en una menor fatiga durante la carrera. Otro procedimiento importante debería ser la aclimatación de los pilotos en ambientes calientes y húmedos. Se debe realizar lo posible en el acondicionamiento del vehículo para respetar el sistema de banderas de advertencia para los riesgos de hipertermia. En conclusión, si ahora Ayrton Senna fuera un individuo con mayor riesgo de desarrollar hipertermia, independientemente de otras causas, no parece haber habido tiempo suficiente en la carrera para la producción del calor metabólico capaz de aumentar excesivamente la temperatura interna del piloto en las condiciones ambientales del autódromo el día de su muerte. Resumo em inglês The present study discusses the role of heat as an additional risk factor for the accident that killed the pilot Ayrton Senna. The competition car racing is a biological challenge, a stressing situation from the physical and mental point of view. The maintenance of performance depends on the oxygen and carbohydrates availability, adequate hydration and constant internal temperature, between 37 and 38ºC. The dissipation of heat produced by the metabolism occurs through th (mais) e increase on the cutaneous blood flow and sweat and maintaining brain temperature constant becomes a permanent problem. It was experimentally verified that the energy required to the racecar driving is comparable to a sport such as volleyball. During a car race, the individual is exposed to a hot microenvironment in the cockpit, sometimes reaching 50ºC, generated by mechanical and environmental sources of heat. The obstruction of the sweat evaporation by the racesuit results in humidity and personal discomfort, what leads to higher mental effort to drive the car. The anti-heat measures are adopted before the race, considering the nutritional state, hydration and specially the physical conditioning through adequate and regular aerobic exercises that enable increasing the work capacity and the heat tolerance, resulting in lower fatigue during the car racing. Another important procedure should be the previous acclimation of pilots to hot and humid environments. All efforts should be done to reduce the vehicle heating and to respect the warning flag system for the risks of hyperthermia. Finally, although Ayrton Senna was an individual with higher risk of developing hyperthermia, regardless other causes, it seems not to have elapsed sufficient time of race in order to produce metabolic heat capable to increase excessively the pilot's internal temperature in the environmental conditions of the autodrome in the day of his death.

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Uma teoria termodinâmica para brisas: teste utilizando simulações numéricas/ A thermodynamic theory for breezes: test using numeric simulations

Alcântara, Clênia Rodrigues; Souza, Enio Pereira de
2008-03-01

Resumo em português O objetivo deste trabalho foi testar uma teoria termodinâmica em brisas marítimas-terrestres acopladas com brisas de vale-montanha através de simulações numéricas tridimensionais em uma região da costa leste do Nordeste Brasileiro, considerando a presença e a ausência da topografia. Embora o contraste de temperatura entre as superfícies seja importante na formação da brisa, a eficiência termodinâmica é fundamental na determinação da sua intensidade. Tem-s (mais) e que a inclinação faz com que a diferença de pressão entre dois pontos fique maior durante o dia e menor durante a noite contribuindo para a formação de brisas marítimas mais intensas e de brisas terrestres menos intensas, respectivamente. A máxima queda de pressão ocorre por volta de três horas antes da máxima intensidade da brisa. Isso porque grande parte da energia disponibilizada para as circulações é gasta para vencer dissipação, principalmente, no período diurno, quando esses processos são realmente efetivos. Do ponto de vista puramente termodinâmico a inclinação da montanha atua para intensificar a brisa durante o dia e para enfraquecê-la durante a noite. Resumo em inglês In this work we test a thermodynamic theory for sea-land breeze coupled with valley-mountain breeze through tri-dimensional numeric simulations. We verify the presence of such a breeze in Northeast Brazil's east coast and perform experiments with and without the topography of the region. Although the temperature contrast between two surfaces is important in forming the breezes, the thermodynamic efficiency is a key parameter for the breeze intensity. The presence of the s (mais) lope causes the pressure difference between two points to increase during the day and to decrease during the night. This contributes for more intense daytime breeze and less intense nighttime ones. The maximum pressure drop occurs about three hours prior the maximum intensity of the sea breeze. This is because most of the available energy for the circulations is used to overcome dissipation, mainly during daytime. From a purely thermodynamic viewpoint, the slope of a mountain acts to intensifying the daytime breeze and to weaken the nighttime breeze.

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Teoria para o trabalho de expansão aplicada às brisas do nordeste Brasileiro/ Theory for expansion work applied to breezes of Northeast of Brazil

Alcântara, Clênia R.; Souza, Enio P.
2009-12-01

Resumo em português Neste artigo investiga-se numericamente a interação entre brisas marítima-terrestre e de vale-montanha, que ocorrem no nordeste brasileiro devido à presença do Planalto da Borborema, aplicando o trabalho de expansão associado ao ramo inferior das circulações. Resultados da teoria da máquina térmica são comparados aos resultados 3D, obtidos com a versão brasileira do modelo RAMS. Os resultados indicaram que o efeito do contraste de temperatura no trabalho ligad (mais) o às circulações (Wa), isoladamente, contribui para a formação de brisas marítimas mais intensas e de brisas terrestres menos intensas. Na realidade, o que se observa são brisas terrestres com intensidades iguais ou até maiores que das brisas marítimas. Assim, a contribuição da montanha para a intensidade das circulações de brisa no período noturno mostra-se extremamente não-linear. O trabalho de expansão que realmente está ligado às circulações, contribui em apenas 7% para o trabalho total. Dessa forma, a maior parte do trabalho total está associada ao trabalho de compressão que a atmosfera realiza para compensar a perda por resfriamento radiativo, e muito da energia disponibilizada para as circulações é gasta para vencer os processos dissipativos. Resumo em inglês The purpose of this work is to further understand the interactions between sea-land breeze and valley-mountain breeze that occur at the coast of Northeast Brazil due to the presence of the Borborema plateau, using the associated expansion work at the lower branch of these circulations. Results of the thermal machine theory are compared to the 3D results obtained from the Brazilian RAMS model version. The results indicate that the sole effect of temperature contrast on the (mais) work associated with circulations (Wa) is more intense sea breezes and weaker land breezes. Actually, one can observe land breezes whose intensities are equal or even larger than sea breezes. Thus, the mountain contribution for the intensity of the breeze circulations in the nighttime is extremely non-linear. The expansion work that is actually associated with these circulations contributes only with 7% for the total work. Consequently, the larger part of the total work is associated with the compression work performed by the atmosphere in order to compensate long-wave cooling and much of the energy available for the circulations is consumed to overcome dissipation.

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Aspectos relacionados à utilização da equação logística quadrática em processos eletroquímicos/ Aspects related to the use of the quadratic logistic equation in electrochemical processes

Varela, Hamilton; Torresi, Roberto M.; Gonzalez, Ernesto R.
2002-02-01

Resumo em inglês The concepts of dissipation and feedback are contained in the behavior of many natural dynamical systems. They have been used to predict the evolution of populations leading to the formulation of the quadratic logistic equation (QLE). More recently, the QLE has been used to provide a better understanding of physicochemical systems with promising results. Many physical, chemical and biological dynamic phenomena can be understood on the basis of the QLE and this work descri (mais) bes the main aspects of this equation and some recent applications, with emphasis on electrochemical systems. Also, it is illustrated the concept of potential energy as a convenient way of describing the stability of the fixed points of the QLE.

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