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Estudo da eficiência de fachadas duplas no desempenho térmico de edificações.
(2017) Souza, Leonardo Carvalho Oliveira de; Souza, Henor Artur de; Souza, Henor Artur de; Rodrigues, Eliana Ferreira; Guimarães, Gilmar
Fachadas duplas consistem na construção de uma fachada externa à edificação de modo a formar uma camada de ar circulante e têm sido amplamente utilizadas em todo mundo contribuindo com o desempenho térmico do ambiente construído. Neste trabalho faz-se um estudo da eficiência de uma fachada dupla utilizando uma célula protótipo, com foco no fluxo de ar e na convecção de calor na cavidade formada pela fachada dupla. O estudo abrange medições in loco e simulação numérica. Para aquisição de dados, termopares de superfície do tipo K são instalados nas faces das paredes e anemômetros de fio quente posicionados de modo a se obter a velocidade do vento na abertura inferior e superior da cavidade. A cavidade formada pela fachada dupla, ou seja, a espessura da camada de ar entre a fachada externa e a parede externa tem seus valores variados em 20, 15 e 10 cm. Implementa-se por meio do software ANSYS CFX um modelo numérico para avaliar a convecção de calor na cavidade e o fluxo de ar. Os resultados obtidos mostram que a presença da fachada dupla contribui com a diminuição da temperatura no interior do ambiente e a espessura da cavidade exerce papel importante uma vez que faz variar a velocidade de entrada do vento e a troca de calor entre as faces das paredes. Observa-se que o valor máximo de espessura (20 cm) propicia uma maior diferença de temperatura entre as faces das paredes, porém tem a menor eficiência energética uma vez que o ar apresenta menor velocidade de entrada não conseguindo remover tanto calor das superfícies como nas configurações de 15 cm e 10 cm.
Experimental and numerical analysis of a naturally ventilated double-skin façade.
(2018) Souza, Leonardo Carvalho Oliveira de; Souza, Henor Artur de; Rodrigues, Eliana Ferreira
This paper investigates the efficiency of a naturally ventilated double-skin façade (DSF) built in a test cell focusing on the airflow and heat convection of the cavity formed by DSF. The study covers measurements of the test cell and their numerical simulation. DSFs have been widely researched worldwide, since they contribute to the thermal performance of the internal environment and to energy savings by eliminating mechanical conditioning systems. For data acquisition, type K surface thermocouples are installed on the wall faces of the test cell and the additional façade, that is, on the inner and outer face of the wall of the test cell and the inner face of the external one. Furthermore, hot wire anemometers are positioned so as to obtain the air velocity in the lower and upper openings of the cavity, which has an air layer thickness of 0.1 m. The results show that the DSF presence contributes to a decrease of the temperature inside the environment because it inhibits the direct solar radiation. Measurement of the faces shows that at 4:00 p.m. the temperature reaches their maximum values. These values are equal to 25.6°C on the inner face of the façade and 23.6°C on the inner face of the test cell, while the outdoor temperature presents values equal to 23.1°C at this time.
Solução de problemas na indústria da mineração via modelagem e simulação computacional : o caso de um separador magnético vertical, de um alimentador de sapatas e de uma peneira vibratória.
(2021) Souza, Leonardo Carvalho Oliveira de; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Bortoleto, Eleir Mundim; Euzebio, Thiago Antonio Melo; Bortoleto, Eleir Mundim; Lima, Neymayer Pereira; Pritzelwitz, Philip von; Luz, José Aurélio Medeiros da; Leite, Souza Manuela
A utilização de modelagem e simulação computacional é uma estratégia que garante às indústrias ganho temporal e financeiro, pois permite prever o comportamento de uma máquina ou operação. Especificamente na área de mineração, este trabalho aplica a modelagem e simulação nos estudos de caso de um separador magnético vertical, um alimentador de sapatas e uma peneira vibratória. No primeiro caso visa-se a redução do consumo de água pela substituição do processo de lavagem do concentrado, e para tanto, simulações computacionais do escoamento de fluido (via modelo em CFD) e da magnetização (via modelo em Eletromagnetismo) além de testes laboratoriais, mostram uma alternativa ao usar a desmagnetização do minério e substituição da água por ar comprimido. O segundo caso contempla um alimentador de sapatas que apresenta grande variabilidade na entrega de material e então é proposta a instalação de uma comporta deslizante; para análise do funcionamento da comporta, simulações via DEM são realizadas. O último caso analisa, também via DEM, o funcionamento de uma peneira vibratória quando o material admitido está seco (umidade natural) ou quando apresenta valores maiores de umidade representada pela força de coesão entre partícula-partícula e adesão entre partícula-estrutura. Para o separador magnético vertical, os resultados mostraram que o sistema proposto é capaz de reduzir e até mesmo eliminar a água de lavagem do concentrado. No caso do alimentador de sapatas, a instalação de uma comporta deslizante permitiu aumentar em um grau de liberdade no controle da vazão em massa de minério e por fim, o caso da peneira vibratória, identificou-se que o coeficiente de coesão, parâmetro de ajuste do modelo, pode representar a umidade do minério.
Study of the electricity consumption reduction of a compressed air system : the case of a steelmaking company.
(2017) Silva, Washington Luís Vieira da; Souza, Leonardo Carvalho Oliveira de; Bortolaia, Luis Antônio; Paula, Milton Realino de; Leal, Elisângela Martins
This work aims to reduce the energy consumption and thus increase the availability of blast furnace compressors of a steelmaking company, located in Alto Paraopeba region in Minas Gerais state, Brazil, through the elimination of waste points in the compressed air distribution. In order to develop this work, an ultrasound test in the compressed air line was performed to identify and quantify leaks in the flow. Once the leaks were identified, they were eliminated through corrective maintenance and improvements, and then the energy consumption scenarios before and after the improvements were compared. As a result, the average monthly electricity consumption in the reporting period decreased by 57.2%. In addition, one compressor was set aside in stand-by condition, as in the original plant. Thus, one can prove the efficiency in eliminating of waste points in compressed air distribution, since the reduction of energy consumption is important for the company to remain competitive, as the cost of electric energy affects the final price of the final products.