Navegando por Autor "Lucena, Ícaro Kleisson Araújo"
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Dissertação Avaliação de modelos numéricos para cálculo da transferência de calor na terapia fototérmica(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-01) Lucena, Ícaro Kleisson Araújo; Maurente, André Jesus Soares; http://lattes.cnpq.br/8073368791527116; http://lattes.cnpq.br/0575478482366638; Marinho, George Santos; http://lattes.cnpq.br/0490476694313938; França, Francis Henrique RamosOcâncer é alvo de intensa pesquisa para aprimorar procedimentos terapêuticos. Figuram nesse cenário terapias de hipertermia, como a Terapia a Laser Intersticial (ILT) e a Terapia Fototérmica Plasmônica (PPTT). Modelos são empregados na simulação computacional de tratamentos hipertérmicos, sendo crucial validá-los para assegurar confiabilidade. Neste estudo validam-se modelos de hipertermia ao comparar distribuições de temperatura de simulações às obtidas em umprotocolo real de ILT para câncer de mama. A irradiação por um laser é administrada através de uma fibra óptica no centro de um tumor aproximadamente esférico. O protocolo inclui dispositivos para o controle da energia entregue ao tecido, como uma bomba de fluido, evitando danos à ponta da fibra óptica, e sondas com termopares para medir temperaturas. A simulação abrange a resolução numérica da Equação do Biocalor (PBHTM) e da Equação de Transferência Radiativa (RTE), sendo o divergente do fluxo de calor, obtido pela RTE, o termo fonte na PBHTM. A solução numérica fornece distribuições de temperatura na região irradiada, abrangendo o tumor e os tecidos circundantes. Propriedades termofísicas e ópticas dos tecidos foram obtidas na literatura, enquanto as do laser foram obtidas de um manual técnico de operação do laser DIOMED DELTA15. As propriedades do meio foram assumidas como as de um tecido mamário saudável, em um domínio de cálculo cilíndrico de 4 cm de comprimento e 2 cm de raio. A ponta da fibra óptica foi localizada no centro do domínio. Baseando-se no protocolo, o tempo total de irradiação foi de 2100 s, considerando um laser semicondutor de diodo com comprimento de onda de 805 nm, operando a 5 W e diâmetro de feixe de luz de 600 µm. Resultados foram obtidos para averiguar a sensibilidade do campo de temperaturas em relação à parâmetros associados a incertezas, incluindo regime de operação do laser (pulsado ou contínuo), posicionamento dos termopares e abrangência da região de arrefecimento na ponta da fibra ótica. Os resultados obtidos através das simulações apresentaram excelente concordância com os experimentais provenientes do protocolo, conferindo confiabilidade à modelagem, hipóteses adotadas e códigos utilizados.TCC Simulation of a cooling processes of wort using a immersion chiller(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-19) Brito, Juliano Fernandes Dias Taveira de; Maurente, André Jesus Soares; http://lattes.cnpq.br/2863391717074534; Marinho, George Santos; Lucena, Ícaro Kleisson AraújoBrewing beer involves many processes that require tight control of temperature. One of the most important occurs right after the boiling of the wort, when rapid cooling is needed to avoid contamination by bacteria and give the beer the right taste. The most common method for cooling the wort used by home-brewers is the pipe coil, since it is cheap, easy to use, and requires minimal maintenance. The pipe coil is immersed in the hot wort, which is contained in a vessel, and cold water flows through the pipe. This paper investigates the heat transfer in such a type of system to predict the water consumption and the time required to cool the wort to the desired temperature, necessary for a better design the cooling system. Three heat transfer processes were taken into account: natural convection between vessel and air, cooling due to wort evaporation, and cooling promoted by the pipe coil. In the last case, they are considered forced internal convection due to the water flow inside the pipe and natural convection between the pipe external surface and the wort. These processes are coupled and were numerically solved using a computer code written in Phyton. The wort temperature changes very slowly as compared to the temperature variation of the water flowing along the pipe. Therefore, in each time step of the simulation, the conditions of the internal flow were assumed to be steady. For the numerical simulation, the pipe can be discretized into several segments along its axial direction. When only a single segment is assumed for the entire pipe, the solution equals the approximated solution presented in the literature for internal forced flow. The result shows that, as expected, a higher flow of water leads to higher heat transfer thus decreasing the time required for cooling with the drawback of more water consumption. More results and factors (such as the cost of the system, for example) need to be obtained to optimize the system design. Finally, it is worth to observe that this type of cooling system is employed in different processes, and therefore the obtained results are expected to be helpful in applications diverse of the considered brewing beer.