Navegando por Autor "Fontes, Francisco de Assis Oliveira"
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Dissertação Análise da eficácia de um refrigerador doméstico com condensador modificado: revestimento com meio poroso dissipativo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-09-08) Silva, Francisco Paulino da; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/6300181108416098; Fontes, Lúcio Ângelo de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/6626062514308083; Aquino, Marcos Silva de; ; http://lattes.cnpq.br/8780485157382325; Souza Júnior, Caubi Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/5346630547885521Os refrigeradores domésticos de uma maneira geral são compactos e utilizam configurações simplificadas por razões econômicas. O Coeficiente termodinâmico de desempenho (COP) está limitado principalmente no projeto do condensador por razões de dimensões e arranjo (lay-out) do projeto (design) e pelas características climáticas da região onde vai operar. Vale ressaltar que esta última limitação é muito significativa quando se trata de um país de extensão continental como o Brasil com condições climáticas diversas. O COP do ciclo depende fundamentalmente da capacidade de calor dissipada no condensador. Portanto, em climas quentes como nas regiões nordeste, norte, e centro-oeste a capacidade de dissipar é muito atenuada em comparação com as regiões sudeste e sul com clima tropical e subtropical quando comparado com as outras regiões. A dissipação em condensadores compactos para aplicações em refrigeração doméstica tem sido o foco de diversos estudos, isso devido ao seu impacto na redução de custos e de consumo de energia, além de um melhor aproveitamento do espaço ocupado pelos componentes dos sistemas de refrigeração. Este espaço deve ser reduzido ao máximo para permitir um aumento do volume útil de armazenamento do refrigerador sem alterar as dimensões externas do produto. Devido ao seu baixo custo de manufatura, condensadores com aletas de arame sobre tubo continuam como a opção mais vantajosa para a refrigeração doméstica. Tradicionalmente, tais trocadores de calor são projetados para operar sob convecção natural para evitar ônus do bombeamento do ar por convecção forçada. No presente trabalho, é proposta uma melhoria no condensador convectivo original, alterando o mesmo para um mecanismo de transferência combinado, em série, sendo o mecanismo de troca entre os tubos e aletas de arame para um meio poroso úmido praticamente por condução até a superfície externa do meio poroso e então por convecção para o meio ambiente. O meio poroso utilizado no revestimento foi composto de uma argamassa de gesso impregnada sobre uma malha de fibra celulósica natural moldada sobre a estrutura tubular aramada original do condensador, sendo seca e depois calcinada para maior adesão e aumento da porosidade. A configuração proposta foi instalada no sistema de refrigeração doméstica (bebedouro) e testada nas mesmas condições da configuração original. Foi X ainda, avaliada na condição seca e umidificada por gotejamento d’água sob convecção natural e sob convecção forçada com uso de um eletro-ventilador (fancoil). Os ensaios foram realizados para a mesma carga de refrigerante 134-a e sob a mesma carga térmica de resfriamento. O desempenho da configuração com condensador modificado e sob umidificação e convecção natural apresentou uma melhora no COP de cerca de 72% quando comparada à configuração originalDissertação Análise da transferência de calor de fluidos térmicos aditivado com etilenoglicol e polímeros(2016-12-19) Santana, Rony Oliveira de; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/5323306647935754; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; Fontes, Lúcio Angelo de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/6626062514308083; Almeida, Igor Marcel Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/2914541046309057Um sistema de arrefecimento é usado para manter a temperatura ideal de funcionamento e evitar sobreaquecimento, através de um fluido térmico também chamado fluido de arrefecimento e um trocador de calor. Os fluidos de arrefecimento são normalmente compostos por uma solução de água e um aditivo, além de aditivos inibidores de corrosão e corantes. O etilenoglicol é um tipo de álcool amplamente utilizado como aditivo por ser totalmente solúvel, com baixa ou nenhuma atividade corrosiva e quimicamente estável, além de reduzir a pressão de vapor da água. A redução da pressão de vapor da solução garante aumento do ponto de ebulição (ebulioscopia), permitindo uma maior eficiência de troca térmica do fluido em temperaturas mais elevadas sem mudança de fase, também é obtida uma diminuição do ponto de congelamento da água (crioscopia). Por ser tóxico, o etilenoglicol sofre atualmente concorrência de aditivos orgânicos poliméricos de alta condutividade térmica, desenvolvidos para ter um comportamento térmico semelhante ao etilenoglicol, com a vantagem de ser atóxicos e biodegradáveis. Este trabalho desenvolveu análises experimentais para caracterização energética de dois fluidos comerciais de arrefecimento, um a base de etilenoglicol e outro a base de polímero, foram realizadas análises que estimaram suas propriedades termofísicas a fim de verificar a eficiência energética do processo de transferência de calor no aparato experimental, desenvolvido como parte integrante deste trabalho.Dissertação Análise da viabilidade técnica e econômica de um mini gerador fotovoltaico conectado à rede: um estudo de caso no IFRN(2017-12-21) Araújo, Luís de Freitas; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Fontes, Lucio Ângelo de Oliveira; ; ; ; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; Neves, Elierton Evangelista das;Informações advindas de empresas de pesquisa nacionais mostram que a matriz elétrica brasileira é composta quase em sua totalidade da energia hidrelétrica, em torno de 65%. No entanto há uma necessidade urgente na diversificação da nossa matriz de forma que haja uma maior segurança para o consumidor em períodos com escassez de chuva e, além disso, que essas variações na geração de energia elétrica se adaptem às discussões atuais referentes à baixa emissão de carbono além de garantir uma maior preservação ambiental. Nesse contexto, surge a energia solar fotovoltaica que, além de possuir um grande potencial na produção de eletricidade oriunda de um recurso inesgotável – o sol - ainda é uma fonte energética que contribui imensamente para a economia do país devido ao seu elevado índice de empregabilidade, com pouco mais de oito milhões de empregos gerados no mundo somente no ano de 2016. Apesar de ainda representar a menor parcela na participação da matriz energética elétrica nacional, a energia solar fotovoltaica começa a mostrar sinais de força e potencial em crescimento no cenário nacional desde a resolução 482 de 2012, atualizada pela norma 687 de 2015 que, juntas, incentivam e criam oportunidades mais acessíveis para o consumidor/gerador de pequeno porte. Com base nos conceitos de mini e micro geração distribuída, contidos nas normas supracitadas, o Instituto Federal do Rio Grande do Norte (IFRN) foi a primeira instituição de ensino pública no Brasil a aderir ao sistema de compensação energética regulamentado pela ANEEL e hoje já conta com 14 usinas em operação onde quatro encontram-se em projeto de ampliação e outras sete encontram-se em fase de instalação. Uma dessas usinas situa-se no campus da cidade de Santa Cruz localizada na mesorregião do agreste potiguar. A mesma possui um sistema de micro geração fotovoltaica conectada à rede com potência nominal de instalação de 84kWp e será tema de discussão nesse trabalho. Essa dissertação terá como objetivo uma análise técnica (através das análises da produtividade do sistema, produtividade de referência, desempenho global - performance ratio) e econômica (análise pelo método payback simples e descontado, Valor Presente Líquido – VPL e a Taxa Interna de Retorno - TIR) do micro gerador fotovoltaico com a finalidade de verificar o funcionamento atual do sistema e compara-lo com outros sistemas. Além de verificar a viabilidade econômica da instalação dentro do período de vida útil dos componentes do sistema fornecido pela empresa responsável pela instalação que é de 25 anos.Dissertação Análise das emissões gasosas de um veículo flex funcionando com diferentes combustíveis(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-02-17) Holanda, Raphael Araujo de; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/5632792751894790; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; Souza, Luiz Guilherme Meira de; ; http://lattes.cnpq.br/0801747108308706; Grilo, Marcelo Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/9758227561901031Nas últimas décadas tem se intensificado os esforços em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias para redução dos níveis das emissões de gases poluentes na atmosfera. Neste contexto, destacam-se os modernos sistemas de gerenciamento eletrônico do motor, os novos catalisadores automotivos e a utilização de combustíveis renováveis que contribuem para o menor impacto ambiental. A presente pesquisa teve como propósito a análise comparativa das emissões gasosas de um veículo automotivo, funcionando com diferentes combustíveis: gás natural, AECH, ou gasolina. Para execução dos testes experimentais, um veículo flex foi instalado em um dinamômetro de chassi equipado com analisador de gases e demais acessórios complementares ao atendimento das diretrizes das normas de emissão e procedimentos de segurança. Os ensaios foram realizados de acordo com as normas NBR 6601 e NBR 7024, que definem o ciclo de condução urbano e estrada, respectivamente. Além da análise dos gases de escapamento no tubo de descarga, antes e após o catalisador, utilizando a sonda de aspiração do analisador de gases, para simulação do veículo em tráfego urbano e estrada, foram realizados testes de caracterização dos combustíveis. Os resultados finais foram conclusivos em apontar a gasolina aditivada como o combustível que mais contribuiu com as emissões de poluentes na atmosfera e a gasolina comum sendo o combustível que menos contribuiu com as emissões de poluentes na atmosferaDissertação Análise de confiabilidade de uma bomba centrífuga: aplicação na injeção de água para recuperação de petróleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-09-17) Santos, Júlio César dos; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Furukava, Marciano; ; http://lattes.cnpq.br/7046131809246694; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; Bessa, Kleiber Lima de; ; http://lattes.cnpq.br/3825553608740400A necessidade da indústria do petróleo de produzir com o máximo de eficiência, sem esquecer os aspectos de segurança e meio ambiente, incentiva a otimização dos processos produtivos, faz com que se busque atingir um nível de excelência na aquisição de equipamentos, garantindo a qualidade sem prejuízo da segurança de instalações e de pessoas. Conhecer a confiabilidade de um equipamento e o que esta representa para um sistema é de fundamental importância à estratégia de produção quando se visa o máximo de retorno sobre o capital investido. As técnicas de análise de confiabilidade vêm sendo cada vez mais aplicadas na indústria como uma ferramenta estratégica para a predição da probabilidade de falhas e a garantia da integridade dos processos. Alguns fundamentos e teorias na área de confiabilidade embasam as decisões de se utilizar cálculos estocásticos na estimativa de falhas de equipamentos. Esta dissertação propõe o uso de duas técnicas capazes de associar aspectos qualitativos (através de informações coletadas no campo com a opinião de especialistas) e quantitativos (provenientes de bancos de dados de registros de falhas elaborados por empresas do segmento petrolífero do mar do norte Europeu, mais conhecidos como Oreda). Este trabalho trata do uso dessas duas técnicas aplicadas em uma bomba centrífuga, cujo sistema de injeção de água produzida ocorre em dois cenários possíveis de operação : com manutenção e sem manutenção. Os dados obtidos nas avaliações foram processados em software comercial de confiabilidade. Com o resultado desse hibridismo, foi possível determinar o ciclo de vida da Bomba Centrífuga e sua disponibilidade nesse período e qual será o impacto na produção caso este venha a falhar. O uso dessa técnica permitirá orientar qual a melhor política de manutenção ferramenta importante para a tomada de decisões estratégicas na gestão do ativo.Dissertação Análise de desempenho de um refrigerador de pequeno porte com drop in de refrigerantes hidrocarbonetos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-12-20) Marques, João Carlos Borges; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/4018017630882989; Guerra, ângelo Roncalli de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/7353332474621022A partir do estabelecido no Protocolo de Montreal, os pesquisadores e a indústria de refrigeração buscam substitutos para os refrigerantes sintéticos clorofluorcarbonos (CFC s) e os hidroclorofluorcabonos (HCFC s), que contribuem para a degradação da camada de ozônio. O phase- out dessas substâncias foi iniciado utilizando como uma das alternativas de substituição os fluidos sintéticos baseados em hidrofluorcarbonos (HFC s) que possuem potencial nulo de depleção da camada de ozônio, entretanto, contribuem para o processo de aquecimento global. Os refrigerantes HCF s são gases de efeito estufa e fazem parte do grupo de gases cujas emissões devem ser reduzidas, conforme Protocolo de Kyoto. Os hidrocarbonetos (HC s), por não contribuírem para a degradação da camada de ozônio, por terem muito baixo potencial de aquecimento global, e por serem encontrados abundantemente na natureza, têm sido apresentados como alternativa e, por isso, estão sendo usados em novos equipamentos de refrigeração doméstica em diversos países. No Brasil, devido à produção incipiente de refrigeradores domésticos utilizando HC s, os refrigerantes de transição continuarão em cena por mais alguns anos. Este trabalho trata de uma avaliação experimental do comportamento de um bebedouro projetado para trabalhar com HFC (R-134a), operando com uma mistura de HC s ou isobutano (R-600a) sem nenhuma modificação no sistema ou no óleo lubrificante. No laboratório de refrigeração da Universidade Federal do Rio Grande do Norte foram instalados, em um bebedouro, sensores de pressão e temperatura em pontos estratégicos do ciclo de refrigeração, conectados a um sistema de aquisição de dados computadorizado, de modo a permitir o mapeamento e a análise termodinâmica do dispositivo operando com R-134a ou com a mistura HC s ou com R-600a. O refrigerador de testes, operando com fluidos naturais (mistura de HC s ou R-600a), apresentam um coeficiente de performance (COP) inferior ao do R-134aDissertação Análise de motobombas submersas com diferentes acionamentos elétricos a partir da Roda de Falhas(2016-12-29) Pereira, Leandro Luiz da Silva; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/4605018518677819; Fontes, Lucio Angelo de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/6626062514308083; Borges, Jacques Cousteau da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/1988820873125145Evitar falhas é uma medida extremamente necessária quando se gerencia sistemas de produção e distribuição de água com 95% das redes pressurizadas diretamente por poços. Baseado nas frequentes faltas de água em 2015, registradas pela CAERN na Unidade de Operação e Manutenção de Águas de Parnamirim (UNAP), destacam-se as avarias causadas por sobreaquecimento e outros danos de natureza mecânica e elétrica que levam a falhas nas instalações de motobombas submersas. Nesse escopo, este trabalho foi dedicado a realizar um estudo de caso sobre as instalações de quatro motobombas dos poços PC, PD, PS e PI, com diferentes acionamentos elétricos, utilizando a proposta da Roda de Falhas (Failure Wheel) numa análise preditiva elétrica e termográfica, para inferir qualitativamente sobre o nível de confiabilidade e custo de manutenção na concessionária de abastecimento d’água. Para subsidiar as análises foram inspecionados itens importantes das referidas instalações, observando suas relações de conformidade com as especificações das motobombas, onde foram efetuadas medições de parâmetros elétricos e térmicos de operação, incluindo variáveis de estresse para auxiliar no diagnóstico e estimar os desempenhos dessas máquinas. A análise foi conduzida por ficha de inspeção de parâmetros operacionais, checklist e pela Roda de Falhas em discussão, que permitiram diagnósticos sobre os dados das inspeções e do histórico de falhas recorrentes. Nesse sentido, a aplicação da Roda de Falhas se deu com a adaptação de um modelo para as motobombas submersas, identificando os principais mecanismos de danos associados às causas gerais de falhas, que demonstrou viabilidade em rotinas de manutenção baseada na condição para análise detectiva-preditiva de falhas em curso nos equipamentos. Comparando o consumo específico de energia entre as motobombas, a PI, com acionamento por inversor de frequência, obteve melhor rendimento, oferecendo maior eficiência energética durante a captação d’água entre julho de 2015 e julho de 2016. A mesma demonstrou risco reduzido de falhas típicas de motobombas dentre os equipamentos, tendo em vista o menor nível térmico em operação apresentado nas termografias, e o menor estresse causado devido às características da chave de partida. Conclui-se, portanto, que seu nível de confiabilidade foi o maior, seguido da PS, PC e PD. As vantagens da aplicação sistemática da proposta, aliada a uma política de manutenção planejada, apontam para a redução de intercorrências por falhas e perdas de produção, e com isso, permitem diminuir trocas prematuras de equipamentos e custos com manutenção e energia elétrica. Como resultado da pesquisa obteve-se uma metodologia de acompanhamento preditivo, visando ações de manutenção antes da falha catastrófica sobre itens em percurso de danos.Dissertação Análise de um queimador infravermelho funcionando com combustível híbrido : GLP/Bio-óleo(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-11-19) Azevedo Neto, Aluísio; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/2759682376494176; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; Sousa, João Fernandes de; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783510Y4; Grilo, Marcelo Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/9758227561901031A biomassa é considerada a maior fonte renovável de energia, podendo ser usada de forma ambientalmente sustentável. A partir da pirólise da biomassa é possível a obtenção de produtos com maior densidade energética e propriedades de uso melhores. O líquido resultante do seu processo é tradicionalmente chamado de bio-óleo. A utilização de queimadores infravermelhos em aplicações industriais apresenta muitas vantagens do ponto de vista técnico-operacional, como por exemplo, homogeneidade no fornecimento de calor, na forma de radiação e convecção, apresentando um maior controle das emissões devido à passagem dos gases de exaustão através de um leito cerâmico macroporoso. O presente trabalho apresenta um queimador infravermelho comercial adaptado com um ejetor proposto capaz de queimar numa configuração híbrida de gás liquefeito de petróleo (GLP) e bio-óleo diluído. A diluição do bio-óleo com álcool etílico absoluto teve como principal objetivo diminuir a viscosidade do fluido, e melhorar a estabilidade e a atomização. Foi introduzido um controlador de temperatura com termopar modulando dois estágios (fogo baixo/alto), e eletroválvulas para alimentação dos combustíveis. O queimador infravermelho foi submetido a testes e ensaios, sendo atomizado o bio-óleo diluído, e avaliado o seu desempenho mediante a realização de balanço de energia. Como método de análise termodinâmica para estimativa de carga foi utilizado uma placa de alumínio localizada na saída dos gases de combustão, sendo a distribuição de temperaturas medida por termopares. A diluição reduziu a viscosidade do bio-óleo em 75,4% e aumentou em 11% o poder calorífico inferior do mesmo, propiciando ao queimador uma combustão estável através da atomização com o ar comprimido e queima conjunta com GLP. Injetando o combustível híbrido houve aumento na transferência de calor da placa para o meio ambiente em 21,6% e ganho energético útil de 26,7%, em função da melhora na eficiência da 1ª Lei da Termodinâmica do queimador infravermelhoDissertação Análise do desempenho de um queimador infravermelho funcionando com gás liquefeito de petróleo e glicerina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-05-31) Dantas, Marcello Araújo; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/7946296306012270; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; Moreira, Hugo Lima; ; http://lattes.cnpq.br/5051732961956490; Grilo, Marcelo Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/9758227561901031A utilização de queimadores infravermelhos em aplicações industriais apresenta muitas vantagens do ponto de vista técnico-operacional, como por exemplo, homogeneidade no fornecimento de calor, na forma de radiação e convecção, apresentando um maior controle das emissões devido à passagem dos gases de exaustão através de um leito cerâmico macroporoso. O presente trabalho apresenta um queimador infravermelho comercial, no qual foi adaptado um ejetor experimental, capaz de promover uma mistura de gás liquefeito de petróleo (GLP) e glicerina. Através da variação de percentuais de combustível dual, foi avaliado o desempenho do queimador infravermelho mediante a realização de um balanço de energia e das emissões atmosféricas. Foi introduzido um controlador de temperatura com termopar modulando dois estágios (fogo baixo/alto), utilizando válvulas solenóides para cada combustível. O queimador infravermelho foi submetido a testes e ensaios variando-se a quantidade de glicerina inserida por um sistema de alimentação por gravidade. Como método de análise termodinâmica para estimativa de carga foi utilizada uma placa de alumínio localizada na saída dos gases de combustão, sendo a distribuição de temperaturas medida por um sistema de aquisição de dados que registrou em tempo real as medidas dos termopares afixados. O queimador apresentou uma combustão estável para os níveis de 15, 20 e 25 % de adição de glicerina em razão mássica de GLP, aumentando o fornecimento de calor para a placa. Pelos dados obtidos, observou-se que houve uma melhora na eficiência de 1ª Lei do queimador infravermelho quando ocorre o aumento de adição da glicerina na mistura. Os níveis de emissões de gases poluentes produzidos pela combustão (CO, NOx, SO2 e HC) atenderam aos limites estabelecidos pela resolução ambiental nº 382/ 2006 do CONAMA.Dissertação Análise do desempenho de um refrigerador doméstico funcionando com uma válvula de expansão micrométrica(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-09-11) Lima, Luiz Henrique Pinheiro de; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/3732022226834668; Souza Júnior, Caubi Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/5346630547885521; Fontes, Lúcio Angelo de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/6626062514308083Os refrigeradores de uso doméstico são equipamentos que apresentam uma parcela significativa do consumo de energia elétrica nas residências brasileiras. O uso destes equipamentos com baixa eficiência energética contribui para o aumento do consumo de energia. A eficiência energética de um refrigerador é função da interação o fluido refrigerante e os componentes do ciclo termodinâmico. Alterações na carga e/ou natureza do refrigerante podem modificar as pressões de condensação e/ou evaporação. A capacidade volumétrica do compressor, a vazão mássica de refrigerante e a potência de compressão são parâmetros dependentes das pressões de evaporação e condensação. Assim, os dispositivos de expansão exercem um papel importante no equilíbrio destas pressões, sendo fundamentais para o melhor desempenho do ciclo de refrigeração. A presente pesquisa experimental tem como propósito investigar a sensibilidade dos parâmetros de desempenho de um refrigerador doméstico operando com R134a e em diferentes pressões de evaporação. Para tanto, um refrigerador de pequeno porte foi instrumentado com sensores de temperatura, de pressão e de outras variáveis de interesse, instalados ao longo do circuito frigorífico, de modo a permitir o mapeamento térmico e a avaliação dos parâmetros de desempenho do equipamento. A variação da perda de carga no fluido refrigerante resultante da atuação da válvula de expansão de ajuste micrométrico modifica a temperatura de evaporação, influenciando sensivelmente os parâmetros de desempenho do ciclo termodinâmico de refrigeração.Dissertação Análise estatística das emissões de CO e HC produzidas por gases da exaustão veicular oriundos de gasolina, GNV e mistura álcool/gasolina(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-07-13) Fernandes, Céliton de Souza; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/1925136171100557; Moreira, Hugo Lima; ; http://lattes.cnpq.br/5051732961956490; Grilo, Marcelo Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/9758227561901031Os veículos automotores são as principais fontes móveis de Monóxido de Carbono (CO) e Hidrocarbonetos não queimados (HC) lançados na atmosfera. Nos últimos anos o acréscimo da frota de veículos no município de Natal-RN vem contribuindo para o aumento das emissões desses gases poluentes. O estudo consistiu de uma análise estatística das emissões de CO e HC de uma amostra composta por 384 veículos com motorização a Gasolina/GNV ou Álcool/Gasolina/GNV do município de Natal-RN. Os testes foram realizados em veículos submetidos à Inspeção de Segurança Veicular, nas instalações do INSPETRANS, Organismo de Inspeção Veicular. Um analisador de gases parcial permitiu medir, para cada veículo, os níveis de CO e HC em duas condições de rotação do motor (900 e 2500 rpm). A análise estatística realizada por meio do software STATISTICA revelou uma sensível redução na eficiência dos conversores catalíticos após 6 anos de uso com a emissão média de 0,78 % de CO e 156 (ppm) de HC, o que representa aproximadamente 4 (quatro) vezes a quantidade de CO e o dobro de HC em comparação com os veículos mais novos. O resultado de um Teste-T de Student sugere fortemente que a média das emissões de HC (152 ppm), a 900 rpm, é 40% maior que a 2500 rpm, para o motor sem carga. Esse resultado revela que a eficiência da conversão catalítica é limitada cineticamente em baixas rotações. O Estudo conclui também que ao comparar as emissões de CO e HC, considerando a influência dos combustíveis, verificou-se que embora as emissões de CO a partir do GNV sejam 62% menores do que a partir da gasolina, não há diferenças significativa entre as emissões de HC oriundas do GNV e da gasolina. Em síntese, os resultados colocam os atuais critérios de inspeção veicular, para gases da exaustão, em dúvida, conduzindo a criação de limites de emissão de poluentes mais rigorosos, visto que a eficiência dos conversores catalíticos é sensivelmente reduzida a partir de 6 anos de uso. Suscita-se também a possibilidade de modificações nas condições de teste adotadas pelas normas atuais, especificamente na rotação do motor, haja vista que na condição sem carga os maiores índices de emissão foram registrados em marcha lenta. De ante disso, sugere-se a dispensa dos testes em altas rotações, reduzindo à metade o tempo de inspeção e gerando economia de combustívelArtigo Análise exergética de um sistema de refrigeração por absorção de simples estágio operando com o par LiBrH20(Instituto Federal do Rio Grande do Norte - IFRN, 2010) Almeida, Igor Marcel Gomes; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Fontes, Francisco de Assis OliveiraA segunda lei da termodinâmica trata da qualidade da energia. Mais especificamente, trata da degradação de energia durante um processo, a geração de entropia, e as perdas de oportunidade da realização de trabalho, o que oferece muita margem para melhorias. O objetivo deste trabalho é identificar os principais fatores que afetam o desempenho de um sistema de refrigeração por absorção de simples efeito (chiller) que utiliza o par água/brometo de lítio como fluidos refrigerantes e tem como fonte térmica rejeitos provenientes de um grupo motor/gerador elétrico, constituinte de uma planta de cogeração. O sistema tem capacidade de refrigeração entre 4 a 16 TR. A análise exergética foi realizada de modo que a eficácia dos componentes do sistema pôde ser estimada e classificada, permitindo direcionar os esforços no sentido de melhorar e identificar os principais pontos de perda de eficiência no ciclo. As análises revelaram que o gerador e o absorvedor apresentam as maiores fontes de perdas no sistema e os esforços devem ser direcionados de modo a aprimorar o desempenho destes componentesArtigo Análise exergética do ciclo transcrítico de um refrigerador de garrafas operando com CO2(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN), 2009) Almeida, Igor Marcel Gomes; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Fontes, Francisco de Assis OliveiraA segunda lei da termodinâmica trata da qualidade da energia. Mais especificamente, ela está preocupada com a degradação de energia durante um processo, a geração de entropia, e as perdas de oportunidade da realização de trabalho, o que oferece muita margem para melhorias. O objetivo deste trabalho é identificar os principais fatores que afetam a performance do sistema de refrigeração com CO2. Devido ao impacto global dos CFC´s e HFC´s o uso de refrigerantes naturais tem recebido atenção mundial. O refrigerante natural, dióxido de carbono (CO2/R744) é promissor para uso em sistemas de refrigeração, especialmente no ciclo transcrítico. Uma análise exergética através do ciclo de um refrigerador de garrafas (expositor) adaptado para uso comercial com dióxido de carbono foi realizada onde as efetividades dos componentes do sistema foram estimadas e classificadas, permitindo direcionar os esforços para o aperfeiçoamento dos componentes do ciclo transcrítico. A análise revelou que o compressor e a válvula de expansão são as grandes fontes de perdas no sistema e, os esforços devem ser direcionados para o aprimoramento destes componentesTese Análise experimental de danos em pistões de motor à gasolina operando com adição de gás hidróxi(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-05-22) Sanabio, Robson Guimarães; Nascimento, Rubens Maribondo do; ; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; ; http://lattes.cnpq.br/9017301232652887; Oliveira, Adelci Menezes de; ; http://lattes.cnpq.br/7673440916658787; Silva, Ariadne de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/5623381698478389; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; Fernandes, Maria Roseane de Pontes; ; http://lattes.cnpq.br/6135213219185858A adição de hidrogênio gasoso como fonte alternativa de combustível vem sendo largamente utilizada. Hoje em dia, várias experiências estão em andamento para a utilização de geradores de hidrogênio (eletrolisadores) por demanda em veículos automotores. Em todos os anúncios desses produtos seus fabricantes afirmam que este procedimento fornece uma redução de consumo de combustível, reduz os níveis de emissão de gases tóxicos pela descarga e melhora a vida útil do motor. A presente pesquisa faz uma análise da estrutura física de peças de motores que utilizam eletrolisadores por demanda. Para isto, foi montado um sistema estacionário com um motogerador de energia elétrica, monocilíndrico, e adaptados dois eletrolisadores um de célula seca e outro de célula molhada. Nas etapas de observação, foram feitas análises de consumo em quatro faixas de carga de trabalhos e observado o pistão do motor, que foi cortado e analisado por microscopia ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura e de Energia Dispersiva (MEV-EDS), Microscopia Confocal e Difração de Raios - X (DRX), no sistema estacionário, em cada etapa. Os resultados mostraram uma redução considerável no consumo de combustível e uma corrosão acentuada no pistão original de fábrica, feito de liga alumínio-silício. Como barreira à corrosão foi feita uma nitretação por plasma na cabeça do pistão, que se mostrou resistente ao ataque pelo hidrogênio, embora tenha apresentado evidências de também ter sido atacada. Concluiu-se que os eletrolisadores automotivos podem ser uma boa opção em termos de consumo e redução de emissões de gases tóxicos, porém o material das câmaras de combustão dos veículos devem ser preparados para este fim.Dissertação Análise experimental do consumo de um veículo flex operando com diferentes misturas de gasolina/etanol em tráfego urbano(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-11-30) Lira, Fábio Pimenta de; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Fontes, Lucio Angelo de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/6626062514308083; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/0376838812182092; Farias, Aline Cristina Mendes de; ; http://lattes.cnpq.br/9603161534939649; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221O presente estudo trata de uma análise, em caráter experimental, do consumo de combustível de um veiculo flex, operando com diferentes misturas de gasolina e etanol em tráfego urbano, o que permite obter resultados mais condizentes com a realidade do motorista, haja vista que os índices de consumo aferidos pelo INMETRO não levam em consideração o real cenário que a população enfrenta diariamente em seus deslocamentos urbanos, possibilitando assim a escolha mais economicamente viável da mistura gasolina/etanol, acarretando numa redução dos custos e, possivelmente, uma diminuição nos índices de emissão de poluentes. Atualmente, os fabricantes de veículos flex recomendam o abastecimento com etanol, caso o valor deste não ultrapasse 70% do valor da gasolina comum, entretanto, os veículos com a tecnologia flex, possibilitam operar com qualquer percentual de mistura no tanque de combustível, porém, hoje, muitos dos proprietários desses veículos não utilizam esse recurso com eficiência, por desconhecerem essa possibilidade de mistura ou pela razão de não existir um estudo mais profundo em relação ao percentual ideal da mistura que proporcione um maior rendimento com um custo inferior ao proposto pelos fabricantes.Dissertação Análise preditiva a partir da caracterização das emissões gasosas e do óleo lubrificante em frotas com motorização a diesel(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-08-30) Sousa, Eduardo Henrique Viana de; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/3679876464316507; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; Grilo, Marcelo Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/9758227561901031Este trabalho foi motivado pela importância de realizar um estudo das emissões veiculares em frotas cativas com motorização a diesel, associado ao plano de manutenção preditiva. Esta modalidade de manutenção engloba técnicas destinadas a atender a crescente exigência do mercado em reduzir custos de manutenção pelo aumento da confiabilidade dos diagnósticos, o que fez crescer o interesse pelos sistemas automatizados de manutenção preditiva nos motores a diesel, impedindo que problemas de rotina possam evoluir até se transformarem em situações graves, solucionáveis apenas com reparações complexas e dispendiosas, esta Manutenção Centrada em Confiabilidade, será a metodologia que fará com que o objetivo seja atingido; além de manter os veículos regulados quanto ao consumo de combustível e emissão de poluentes. Para isso, estimaram-se melhorias técnicas capazes de penetrar no mercado automotivo e de conferir, nas frotas cativas, os índices de emissão de opacidade dos veículos, sendo isso relacionado diretamente às condições do óleo lubrificante, possibilitando a redução de custos de manutenção, contribuindo de forma considerável com as emissões de poluentes e uma melhoria no ar das grandes metrópoles. Esse critério foi adotado e implementado, em 241 ônibus sendo produzido um diagnóstico das possíveis falhas através da correlação entre a caracterização dos óleos lubrificantes usados e a análise de opacidade, tendo como objetivo o auxílio na detecção e solução de falhas, visando à manutenção dos subsistemas segundo os critérios de projeto. Por ser esta uma metodologia dedutiva na determinação de potenciais causas de falhas, foi automatizada para a implementação de um sistema de manutenção preditiva; para esse fim foi utilizado nesse estudo uma unidade móvel equipada com um opacímetro e um kit para coleta e analise do óleo lubrificante; para a construção da rede de diagnósticos foi utilizado um programa de computador em plataforma Microsoft Office Access 2007, ferramenta fundamental para a criação de um banco de dados, este método está sendo utilizado e implementado com sucesso nas sete empresas de ônibus urbanos da cidade do Natal/RN, BrasilDissertação Análise teórico-experimental do coeficiente de perfomance (COP) de um sistema de refrigeração por jato-compressão(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-04-26) Vargas, Luiz Carlos Pereira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/6963775103559619; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; Souza, Luiz Guilherme Meira de; ; http://lattes.cnpq.br/0801747108308706; Grilo, Marcelo Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/9758227561901031A utilização do calor residual de equipamentos para conversão de energia para produzir frio, é uma forma de melhoria da eficiência dos sistemas energéticos. A presente pesquisa destina-se ao estudo teórico e experimental das características de um novo sistema de refrigeração intermitente por jato-compressão (ejetor) com uso de calor residual. Inicialmente, foi realizado um levantamento bibliográfico sobre a tecnologia de sistemas de refrigeração por jato-compressão. Na fase seguinte, investigou-se a concepção do principal elemento da proposta de sistema de refrigeração, o ejetor. A metodologia empírica utilizada no cálculo do ejetor está disponível na literatura. Com o auxílio do software EES (Engineering Equation Solver) foram realizados estudos (simulações) para diferentes fluidos refrigerantes sintéticos. O fluido refrigerante R141b apresentou as propriedades termodinâmicas e de transporte necessários para o funcionamento eficaz do sistema proposto. Com base nos resultados da simulação foi selecionado o fluido refrigerante e desenvolvida uma bancada experimental do sistema de refrigeração proposto, onde sensores de pressão e temperatura foram inseridos em pontos estratégicos do protótipo de refrigeração e conectados a um sistema de aquisição de dados computadorizado para medição das propriedades do fluido refrigerante no ciclo termodinâmico. Os resultados obtidos nos ensaios revelam boa concordância com os encontrados na literaturaTese Análise termo-reológica de nanolubrificantes para compressores de refrigeração aditivados com nanotubos de carbono(2016-12-16) Azevedo, Valério Fernandes de; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; ; http://lattes.cnpq.br/9300959808630479; Souza, Luiz Guilherme Meira de; ; http://lattes.cnpq.br/0801747108308706; Fontes, Lucio Ângelo de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/6626062514308083; Almeida, Igor Marcel Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/2914541046309057; Martins, Washington Luiz da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/9222200117717454Nanofluidos (NFs) são soluções compostas pela adição de um pequeno volume de nanopartículas (NPs) a fluidos convencionais e possuem aplicações em seguimentos distintos da engenharia. Neste trabalho, realizou-se uma análise experimental do comportamento reológico e tribológico de NFs de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) em óleos lubrificantes utilizados em compressores herméticos de refrigeração comercial. Inicialmente, o estudo foi realizado em óleos minerais tipo ISO 68 e posteriormente o fluido base utilizado foi o óleo sintético poliolester (POE). A análise realizada para o óleo POE foi dividida em duas etapas, na primeira o objetivo foi escolher a fração volumétrica mais eficaz termodinamicamente, assim, foram preparadas quatro amostras de NFs nas frações de 0,3, 0,4, 0,5 e 0,6 g/L, através dos processos de sonicação e agitação rotativa, com tempo de 24 horas em cada etapa. Ao compararmos o desempenho de cada amostra com o óleo POE puro, a amostra aditivada por 0,4 g/L de NTCPM demonstrou ter melhor desempenho reológico e após ser ensaiada em bancada de lubricidade de alta frequência, apresentou melhores resultados tribológicos que o lubrificante convencional. Após a definição da fração volumétrica, foram preparadas mais sete amostras do NF em estudo variando-se apenas seu tempo de sonicação, mantendo-se o tempo utilizado anteriormente para o processo de agitação rotativa. A estabilidade mecânica das sete amostras foi analisada em um período de noventa dias através dos ensaios Particle Sizing e Potencial Zeta que indicaram uma influência do tempo de sonicação na estabilidade mecânica do nanolubrificante, evidenciando-se que a melhor faixa temporal para a realização deste processo é entre 14 e 17 horas.Dissertação Análise termodinâmica de um refrigerador funcionando com diferentes fluidos refrigerantes sintéticos(2017-07-28) Miranda, Silas Ferreira Tavares Martins; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; http://lattes.cnpq.br/5206052075250665; Neves, Elierton Evangelista das; http://lattes.cnpq.br/4514109541298276; Fontes, Lucio Ângelo de Oliveira; http://lattes.cnpq.br/6626062514308083O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de um sistema de refrigeração por compressão de vapor utilizando diferentes fluidos refrigerantes sintéticos. Depois do sucesso na aplicação do Protocolo de Montreal, que culminou na eliminação dos CFCs (clorofluorcarbonetos) que tinha alto potencial de destruição da camada de ozônio, nos últimos anos foi constatado que os HCFCs que surgiram com excelente alternativa aos CFCs também prejudicam o meio ambiente, sua liberação para atmosfera contribui para o efeito estufa causando o aquecimento global. Por isso o governo brasileiro elaborou um Programa de Eliminação dos HCFCs (hidroclorofluorcarbonos), este programa está voltado principalmente para eliminação do consumo do HCFC-22 (R22), que é um dos fluidos refrigerantes mais utilizado nos sistemas de refrigeração e ar condicionado. Neste contexto, o presente trabalho pretende fazer estudo termodinâmico comparativo entre dois fluidos refrigerantes sintéticos o R-22 e o R437a. O refrigerador funcionando com R437 foi submetido a testes abaixamento de temperatura conforme norma ABNT para diferentes cargas térmicas no evaporador. Os resultados obtidos foram comparados com o refrigerador funcionando com R22 para as mesmas cargas térmicas e revelam que a performance do refrigerador com o R22 é superior ao R437a.Tese Análise tribo-termodinâmica da aplicação de nanopartículas de Al2O3 como aditivo lubrificante em compressor hermético de refrigeração(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-12-15) Almeida, Igor Marcel Gomes; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Medeiros, João Telesforo Nóbrega de; ; http://lattes.cnpq.br/3206952338356447; ; http://lattes.cnpq.br/8673332414572221; ; http://lattes.cnpq.br/2914541046309057; Fontes, Francisco de Assis Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/9043538628554844; Ramalho, Eduardo Galvão; ; Ramalho, Eduardo Galvão; Bandarra Filho, Enio Pedone; ; http://lattes.cnpq.br/8157552858330455A performance termodinâmica de um sistema de refrigeração pode ser melhorada se a redução no trabalho de compressão for obtida por uma determinada técnica, para uma taxa de remoção de calor específica. Este trabalho analisa o efeito da dispersão, em pequena concentração, de nanopartículas de Al2O3 (50 nm de dâmetro) no lubrificante baseado em óleo mineral sobre: a viscosidade, condutividade térmica e características de lubrificação, bem como na performance global (baseada na segunda lei da termodinâmica) do sistema de refrigeração utilizando R134a ou R600a como refrigerantes. O estudo analisou as influências das variáveis: i) carga de refrigerante (100, 110, 120 e 130 g), ii) velocidade de rotação do forçador do condensador (800 e 1100 RPM) e iii) concentração de nanopartículas (0,1 e 0,5 g/L) sobre a performance do sistema utilizando o método Taguchi numa matriz de ensaios L8, tendo como critério ―menor irreversibilidade é melhor‖. Foram realizados ensaios de abaixamento de temperatura e ciclagem conforme normas NBR 12866 e NBR 12869, respectivamente, para avaliar os parâmetros operacionais de: porcentagem de funcionamento, número de ciclos por hora, pressões de sucção e descarga, temperatura do cárter do compressor, temperatura de evaporação, temperatura de condensação, consumo de energia até set-point, consumo total de energia e potência consumida. Para fins de avaliação das características de lubrificação dos nanolubrificantes utilizados no compressor, foram realizados ensaios acelerados em uma bancada de HFRR. Em cada ensaio de 60 minutos, lubrificado por um nanolubrificante com determinada concentração (0; 0,1 e 0,5 g/L), com três repetições, uma esfera (diâmetro 6,00±0,05 mm, Ra 0,05±0,005 μm, aço AISI 52100, E = 210 GPa, HRC 62±4) deslizava sobre um disco plano (ferro fundido cinzento FC200, Ra < 0,5±0,005 μm) em um movimento alternado com amplitude de 1 mm, frequência de 20 Hz e carga normal de 10 N. Os sinais de coeficiente de atrito e formação de filme foram registrados por sensores acoplados ao sistema HFRR. Observou-se uma tendência pouco comentada na literatura: a de redução da viscosidade do nanolubrificante com a presença de baixas concentrações de nanopartículas. Constatou-se a tendência dominante na literatura, aumento da condutividade térmica com o aumento da fração em massa de nanopartículas no fluido base. Outro fato constatado é o crescimento expressivo da condutividade térmica do nanolubrificante com o aumento da temperatura. A velocidade de rotação do ventilador do condensador é o parâmetro de maior influência (46,192 %) na performance termodinâmica do refrigerador, seguido da carga de R600a (38,606 %). A concentração de nanopartículas de Al2O3 no lubrificante desempenha a menor influência na performance do sistema, com 12,44%. Os resultados de consumo de energia indicam que a adição de nanopartículas ao lubrificante (0,5 g/l), juntamente com o R600a, permitem reduzir o consumo do refrigerador em 25,9%, com relação ao R134a e lubrificante POE. Somente a adição de nanopartículas de Al2O3 ao lubrificante resulta em redução de cerca de 5% no consumo.