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Análise das propriedades termofísicas de fluidos secundários para refrigeração
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-17) Bernardino, Jorge Henrique da Silva; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de; André, Thiago da Silva
Este trabalho trata-se da análise das propriedades termofísicas de fluídos secundários utilizados em refrigeração. Utilizou-se o software SecCool Properties para a simulação e obtenção dos dados da mistura entre a água e um determinado álcool em diferentes níveis de concentração. Os álcoois selecionados foram o etanol, metanol e propilenoglicol pelas suas propriedades termofísicas, baixo ou nenhum efeito corrosivo e serem totalmente solúveis em água. A concentração do soluto (os álcoois) foi definida entre 15% e 45%, em cada solução foi utilizada apenas um soluto. Foram utilizados tabelas e gráficos para melhor visualização e comparação das propriedades termofísicas de ponto de fusão, massa específica, calor específico, condutividade térmica, viscosidade dinâmica e viscosidade cinemática. Os dados das propriedades termofísicas das soluções revelaram-se satisfatórios para utilização em sistemas de refrigeração indireta, sendo que cada mistura se aplica para tipos de projetos específicos, cabendo ao projetista analisar qual solução e em qual concentração utilizar.
Análise das propriedades termofísicas de fluidos secundários para sistemas de refrigeração indireta aditivado com diferentes sais minerais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-07-04) Alvarado, Robert Ricardo Delgado; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Junior, Cleiton Rubens Formiga Barbosa; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de
Este trabalho investiga as propriedades termofísicas (ponto de fusão, condutividade térmica, massa específica, calor específico, viscosidade dinâmica e viscosidade cinemática) em fluidos secundários a base de sais minerais que podem ser usados em sistemas de refrigeração com termoacumulação. Os sais minerais utilizados foram o cloreto de magnésio, cloreto de sódio e o cloreto de cálcio. Estes foram escolhidos em razão de suas propriedades termofísicas, estabilidade química miscibilidade em água, muito embora apresentem também características negativas de corrosividade. Os dados de propriedades dos fluidos secundários foram simulados com auxílio do software SecCool, utilizando-se o banco de dados do pesquisador Melinder. As concentrações mássicas foram estabelecidas dentro dos valores que o simulador computacional permitia, no intervalo de 9% até 20%. Os resultados obtidos confirmaram a hipótese investigativa inicial abaixamento do ponto de fusão das soluções (água+anticongelante) com o aumento da concentração mássica do soluto (sais minerais). Foram observados ainda que o calor específico e a condutividade térmica diminuem enquanto que a viscosidade cinemática, a viscosidade cinemática e a massa específica aumentam com o acréscimo da concentração mássica dos solutos. Finalmente, o cloreto de magnésio, dentre os sais analisados, foi o anticongelante que apresentou o conjunto das melhores propriedades termofísicas para aplicação em sistemas de refrigeração como fluido secundário.
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/6626062514308083
Os 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.
Desenvolvimento de um sistema de controle de ordens de serviço para o setor de manutenção de uma indústria têxtil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-22) Lima, Raissa Sousa de; Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de; Feitor, Michelle Cerqueira
Com o crescente desenvolvimento tecnológico as indústrias estão cada vez mais complexas e automatizadas. Isso de certa forma sugere que os setores de manutenção precisam estar sempre em constante busca por melhorias. Pensando nisso este trabalho de conclusão de curso foi desenvolvido com o objetivo de elaborar uma proposta de um sistema de controle de manutenção utilizando uma metodologia simples de levantamento do número de máquinas, divisão por grupos, criação de formulários para preenchimento de ordens de serviço, alimentação de banco de dados e análise de indicadores utilizando uma ferramenta de fácil acesso como o Microsoft Excel. Tornando possível a criação de um histórico que pode ser facilmente consultado e que serve de base para análise de alguns indicadores como a distribuição de atividades por tipo de manutenção e que futuramente possa vir a contribuir para análises mais avançadas. Chegando à conclusão de que se adotado o modelo proposto possa contribuir para as tomadas de decisões da área, no que diz respeito a gestão de manutenção.
Efeito das propriedades físicas, químicas e morfológicas na redução de arrasto do Sylgard 184 modificado por plasma no escoamento laminar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-08) Lima, Luiz Henrique Pinheiro de; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; Bessa, Kleiber Lima de; http://lattes.cnpq.br/3825553608740400; https://orcid.org/0000-0001-7429-4273; http://lattes.cnpq.br/3647710047561421; http://lattes.cnpq.br/3732022226834668; Feitor, Michelle Cequeira; https://orcid.org/0000-0002-4850-9493; http://lattes.cnpq.br/4011909474871656; Ortiz, Jayme Pinto; Libório, Maxwell Santana
Neste trabalho foi proposto produzir superficies de silicone tratada superficialmente a plasma que podem promover a redução de arrasto e melhoria da redução do desgastes de dispositivos customizados de silicone que nescessita de redução de arrasto, além de analisar as propriedades mecânicas das superficies produzidas. As superfícies superhidrofóbicas (SSH) possuem alta repelência à água e vêm sendo estudadas como mecanismo alternativo para redução de arrasto. As alterações promovidas na superfície do Sylgard® devido a deposição de substância como: acetileno, argônio e oxigênio, através do tratamento a plasma tem apresentado o fenômeno de redução de arrasto em superfícies cilíndricas propostos em diâmetros e comprimentos predefinidos. A redução de arrasto (RA) para os tubos flexíveis foi avaliada em bancada de reômetro, nas variações de rotações por minuto de 50 rpm, 100 rpm, 250 rpm antes e após a deposição a plasma. As modificações superficiais, morfológicas e químicas, foram comprovadas por análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Infravermelho por Transformada de Fourrier (AFTIR), Microscopia de Força Atômica (MFA), em placas planas, esperando que seja mostrada a impressão de uma estrutura rugosa na escala nanométrica com deposição de elementos químicos da solução polimerizante através do plasma. As amostras tratadas mostraram - se com menor resistência ao escoamento da água, testado através da imposição do torque sobre os tubos. As amostras de argônio apresentaram as melhores reduções de arrasto mesmo submetidas a escoamento laminar.
Estudo da corrosão do aço AISI 316L com adição do fosfato de cálcio depositado por oxidação eletrolítica à plasma
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-23) Cavalcanti, Aíssa Palhares; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; http://lattes.cnpq.br/3647710047561421; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de; http://lattes.cnpq.br/3732022226834668; Feitor, Michelle Cequeira; http://lattes.cnpq.br/4011909474871656
O aço inoxidável 316L tem sido amplamente utilizado como um biomaterial metálico para implantes ortopédicos e odontológicos devido às suas excelentes propriedades mecânicas e baixo custo. No entanto, uma das principais limitações ao seu uso clínico é a suscetibilidade à corrosão localizada em ambientes fisiológicos que podem resultar em inflamação, dor e, na pior das hipóteses, falha no implante. Para aumentar sua biocompatibilidade, o metal pode ser revestido com hidroxiapatita que possui uma composição química semelhante à matriz inorgânica do osso. O objetivo deste estudo é a melhoria do comportamento de corrosão, biocompatibilidade do implante metálico e da osseointegração. O aço inoxidável 316L foi usado como substrato metálico para deposição do revestimento de hidroxiapatita realizado pela técnica de eletrodeposição denominada Oxidação Eletrolítica a Plasma (PEO). As amostras foram imersas em solução eletrolítica. Em seguida, foi aplicado uma diferença de potencial utilizando duas configurações: uma reação catódica durante os tempos de 90 e 180 segundos e uma reação anódica durante os tempos de 15 e 19 segundos. A topografia dos filmes depositados e sua espessura de camada, foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Ademais, as propriedades de corrosão das superfícies tratadas das amostras foram avaliadas por meio de testes de polarização potenciodinâmica utilizando uma célula eletroquímica de corrosão com concentração do eletrólito igual a 3% de cloreto de sódio (NaCl). Os resultados obtidos mostraram que os revestimentos bioativos de hidroxiapatita foram depositados com sucesso na superfície do substrato e apresentaram uma espessura relevante e uniforme, constituída de uma composição química estável.
Estudo de caso de método da manutenção produtiva total em máquina de tingimento de tecido contínuo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-14) Soares, Harlene Cristina Ambrosio Gomes; Barbosa Júnior, Cleiton Rubens Formiga; Bezerra, Alexandre Mateus Mendonça; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de
Com o avanço do conceito de Indústria 4.0 muitas empresas têm buscado a melhoria de sua produção através de novas tecnologias e por meio da adoção de metodologias que tornem os processos mais eficientes com melhor gestão e redução de desperdício. Para isso, as empresas têm adotado o Lean Manufacturing que visa a eliminação dos desperdícios. Entre as principais técnicas desse sistema, encontra-se o TPM (Manutenção Produtiva Total), o qual visa a falha zero e quebra zero das máquinas, ao lado de defeito zero nos produtos, perda zero nos processo e zero acidentes. O Pilar de Melhoria Específica (ME) tem como objetivo maximizar a Eficiência Global do Equipamento (OEE) através da eliminação de perdas. Desse modo, o Pilar de ME lança um grupo de melhoria para aplicação de uma ferramenta denominada Roteiro de Redução de Quebras, em uma máquina do setor de tingimento, a Pad Steam (PS) III. Com isso, objetiva-se a redução de quantidade e de tempo de paradas por corretivas nas áreas críticas da PS III. Com a aplicação desse método, obteve-se uma redução de aproximadamente 61% da indisponibilidade física da máquina e consequentemente, aumento do OEE, aumento da produtividade e redução da não qualidade.
Gerenciamento eletrônico de motores de combustão interna do ciclo Otto
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-06) Silva, Walney Eduardo Teixeira e; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de; Barbosa Júnior, Cleiton Rubens Formiga
O gerenciamento eletrônico de motores de combustão interna é um sistema de controle eficaz e avançado que tem por objetivo fazer com que os níveis de emissões de poluentes provenientes da queima de combustíveis permaneçam dentro dos indicadores exigidos pela legislação ambiental bem como visa manter os níveis de desempenho dos motores. Este trabalho apresenta os principais componentes e as características de um sistema de gerenciamento eletrônico de um motor à combustão interna do ciclo Otto de um automóvel Chevrolet Astra Confort Hatch, motor OHC 2,0 litros, flexpower, ano/modelo 2005/2006, com injeção multi-point, descrevendo os modos de controle e comparando os seus parâmetros de operação com as leituras obtidas através do Scanner DM 2090-P OBDII (On – Board Diagnosis), que servirá como uma ferramenta de análise para trabalhos e pesquisas que envolvam a melhora do desempenho e rendimento dos motores automotivos. O trabalho concluiu, através da comparação dos dados de medição coletados dos sensores e atuadores com os parâmetros de operação do fabricante, que a maior parte dos sensores e atuadores em funcionamento no veículo está dentro da faixa de operação estabelecida pelo fabricante de forma satisfatória.
Impactos de parâmetros operacionais no COP de um ciclo de refrigeração simples com R-290
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-13) Domingos, Pedro Gabriel Martins; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Barbosa Junior, Cleiton Rubens Formiga; https://wwws.cnpq.br/cvlattesweb/PKG_MENU.menu?f_cod=2ACC8E37B507B602C1E476EE3D686EC7#; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de
A transferência de energia térmica de um ambiente de baixa temperatura para um ambiente de alta temperatura, por meio de dispositivos que operam em ciclos de refrigeração, tem ampla aplicação nos segmentos industrial e comercial, tanto para proporcionar conforto térmico quanto para preservação de produtos perecíveis. Este estudo analisa a influência no coeficiente de performance do ciclo frigorífico funcionando com R-290 (propano) de parâmetros operacionais, tais como: temperatura de condensação, temperatura de evaporação, superaquecimento, subresfriamento, variações de pressão no condensador, no evaporador, na linha de sucção, na linha de líquido e na linha de descarga, além da eficiência isoentrópica do compressor. As simulações foram realizadas com auxílio do software CoolPack variando-se os parâmetros operacionais com valores específicos. Os resultados obtidos revelaram que a temperatura de evaporação, a temperatura de condensação, a variação de pressão na linha de sucção e a eficiência isoentrópica exercem influência significativa no coeficiente de performance do ciclo frigorífico, com desvios padrão médios superiores a 10%.
Plano de manutenção para carro de carregamento de rolos de urdume
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-05) Rodrigues, Ayesha Aires; Barbosa Junior, Cleiton Rubens Formiga; 0009-0006-0373-4458; https://lattes.cnpq.br/9263658513344311; Silva Junior, Edilson Marinho da; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de
A manutenção preventiva tem um papel muito importante no prolongamento da vida útil de peças mecânicas e quando não feita de forma planejada e esquemática, os sistemas mecânicos estarão facilmente sujeitos a falhas, as quais geram maior tempo de inatividade da máquina, o que acarreta perda de produtividade, além de altos custos com manutenção corretiva. Assim, o planejamento e controle da manutenção por meio do plano de manutenção são de extrema relevância para a empresa, entretanto quando a máquina tem uma vida útil longeva, estes documentos são de difícil acesso ou às vezes acabam se perdendo no histórico de arquivos da empresa, dificultando o trabalho da equipe de manutenção na padronização das ordens de serviços em um cenário onde a produção e os índices de qualidade aumentam cada vez mais. Nesse sentido, o presente trabalho de conclusão de curso objetiva a elaboração e justificativa de um plano de manutenção preventiva de 52 semanas para carro elétrico modelo EE-GM 20 do fabricante Genkinger de carregamento de rolos de urdume, visando a padronização de ordens de serviço, bem como a disponibilidade e confiabilidade do ativo.
Propriedade Termofísicas de fluidos secundários para refrigeração indireta à base de Etilenoglicol, Etanol e Cloreto de Sódio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-06-25) Silva, Sérvulo Cristian de Carvalho; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Guerra, Angelo Roncalli Oliveira; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de
Este trabalho analisa o desenvolvimento das propriedades termofísicas de agentes anticongelantes utilizados em fluidos secundários em sistemas de refrigeração indireta por termoacumulação. Os elementos aqui estudados são dois álcoois, etilenoglicol e etanol, e um sal mineral, cloreto de sódio. Sobre eles são analisadas características termofísicas como ponto de fusão (a principal razão para a adição das substâncias anticongelantes), massa específica, calor específico e condutividade térmica, viscosidade dinâmica e cinemática que são comparados com os valores da água pura. As substâncias aqui analisadas foram escolhidas porque uma delas se trata de um produto conceituado e de larga utilização no mercado, etilenoglicol, e os demais elementos são comumente encontrados no cotidiano, etanol e cloreto de sódio. Para a coleta dos valores de cada propriedade, o programa SecCool foi utilizado, uma vez que seus dados são confiáveis e seu uso é de fácil entendimento. A análise foi feita com concentrações que variavam de 10% até 30%, sendo as propriedades termofísicas exploradas por meio de tabelas e gráficos. A tese inicial era de que a temperatura de fusão das misturas diminuiria com o aumento da concentração, sendo esta teoria de fato comprovada em todos os elementos analisados. Para as demais propriedades, foi revelado que os produtos mais comuns no cotidiano apresentaram características superiores ao produto líder de marcado e que, caso as limitações relacionadas à corrosão e toxicidade forem contornadas, estas substâncias teriam uma forte posição no mercado de fluidos secundários.
Simulação do ciclo de refrigeração com amônia (R717)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-16) Silva Filho, Antônio Carlos da; Barbosa Junior, Cleiton Rubens Formiga; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de
A refrigeração é o processo pelo qual energia térmica é transferida de um ambiente de baixa temperatura para outro de temperatura alta através de dispositivos operando segundo ciclos de refrigeração. O emprego da refrigeração é diverso, e ela é aplicada em inúmeras indústrias e comércios tanto para o conforto térmico quanto para a conservação de alimentos. O objetivo deste trabalho é realizar a análise da influência de parâmetros operacionais como temperatura de condensação; temperatura de evaporação; temperatura de superaquecimento; temperatura de sub-resfriamento; queda de pressão no condensador; queda de pressão no evaporador; queda de pressão nas linhas de sucção, na linha de líquido e nas linhas de descarga dos compressores; e a eficiência isentrópica no coeficiente de performance de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor operando com amônia, R717, utilizando o software CoolPack. As simulalções utilizando o CoolPack são realizadas a partir de um ciclo de referência variando os parâmetros operacionais de acordo com incrementos iguais e especifico para cada parâmetro. Com as simulação no software foi possível observar que a temperature de evaporação, temperature de condensação e a eficiência isentrópica do compressor são capazes de influênciar significativamente o coeficiente de performance (COP), podendo gerar um aumento de até 13% e causando uma diminuição do trabalho realizado pelo compressor de até 43,112 𝑘𝐽/𝑘𝑔.
Simulação do ciclo de refrigeração funcionando com R410A
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-06) Oliveira, Alexandre Gutierry Melo de; Barbosa, Cleiton Rubens Formiga; Barbosa Júnior, Cleiton Rubens Formiga; Lima, Luiz Henrique Pinheiro de
Atualmente a climatização de ambientes é muito importante para o desenvolvimento de atividades dos segmentos comercial e industrial. O presente trabalho tem como propósito realizar a simulação de um ciclo de refrigeração por compressão de vapor simples funcionando com fluido refrigerante R410A. O foco do estudo compreende investigar com auxílio do software Coolpack a sensibilidade do coeficiente de performance (COP) do ciclo de refrigeração em relação a vários parâmetros de operação e de projeto: temperatura de evaporação e de condensação, superaquecimento e subresfriamento, quedas de pressão no evaporador, no condensador, na linha de sucção, na linha de descarga e na linha líquido; e ainda, a eficiência isoentrópica do compressor. Os resultados obtidos revelam que o coeficiente de performance (COP) do ciclo frigorífico funcionando com o R410A é fortemente influenciado pelas temperaturas de evaporação e condensação e pela eficiência isoentrópica do compressor. O superaquecimento, subresfriamento e quedas de pressão nas linhas de sucção, e de descarga do compressor influenciam em menor grau o COP do ciclo, enquanto quedas de pressão no evaporador e na linha líquido não causam variações do COP.

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