Abstract: Em regiões de clima quente e seco, como em parte das regiões norte, nordeste e centro-oeste do Brasil, a intensa radiação solar nas edificações aumenta o consumo de energia elétrica com ar condicionado, principalmente em construções com vedações de baixa resistência térmica. Embora no Brasil a matriz energética utilize principalmente fontes renováveis, os impactos da implantação das usinas não são desprezíveis. A arquitetura bioclimática oferece soluções passivas para o conforto térmico nas edificações com baixo investimento, pouca manutenção e boa eficiência térmica. Nesse contexto, uma residência bioclimática foi construída, aplicando diferentes composições de paredes para avaliar suas propriedades térmicas em um cenário real. Este trabalho avaliou as temperaturas internas e externas de cada tipo de composição de parede durante um ano. Outros parâmetros físicos, como umidade relativa, irradiância solar e refletância da tinta também foram medidos e analisados. Os custos e a economia foram calculados em um breve estudo de viabilidade, apontando o isolamento térmico com Poliestireno Expandido (EPS) como uma solução acessível para o problema de calor causado pela luz solar e o consumo de energia elétrica com climatização.

Palavras-Chave: thermal insulation; temperature control; solar radiation; heat transfer; paints; walls; buildings; ion exchange materials; thermoplastics; polystyrene; organic polymers; architecture; climate models; renewable energy sources; technology utilization; energy consumption; energy efficiency; electricity; regional analysis; performance testing; comparative evaluations

MORAES, MARCIO R. Avaliação do desempenho térmico das paredes e níveis de conforto de uma edificação bioclimática em uma região de clima quente e seco. Orientador: Marcus Paulo Raele. 2020. 72 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-05112020-173658. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31726. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho são apresentados resultados experimentais, de um circuito operando em circulação natural, que permitem analisar o comportamento de um sistema de resfriamento de emergência quando é aberta uma linha de desvio entre a fonte quente e a fonte fria. O trabalho tem ainda a importância de documentar os testes de caracterização hidráulica do circuito experimental, fornecendo inclusive os fatores de perda de pressão específicos para o circuito. Observou-se que, para uma mesma potência, quando é aberta a linha de desvio, a temperatura na saída da fonte quente aumenta substancialmente. Esse aumento ocorre porque a vazão através do aquecedor diminui. A vazão através do trocador de calor (fonte fria) aumenta ligeiramente, sendo sempre a soma das vazões na linha de desvio e no aquecedor. O trabalho mostra ainda que a posição de conexão da linha de desvio com a perna quente determina o sentido de escoamento, podendo ocorrer a inversão a partir de uma determinada cota. Para comprovar a possibilidade de simulação precisa dos experimentos foi ainda desenvolvido um modelo numérico das equações de conservação, utilizando o programa “Engineering Equation Solver” (EES). Esse modelo foi utilizado para reproduzir os experimentos de circulação natural pelo circuito externo.

Palavras-Chave: eccs; pwr type reactors; natural convection; bypasses; fluid flow; heat transfer; temperature control

MACEDO, LUIZ A. Controle de sistemas passivos de resfriamento de emergencia de reatores nucleares por meio de linhas de desvio. Orientador: Benedito Dias Baptista Filho. 2001. 121 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2001.tde-29052003-092313. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10896. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Nos últimos anos, as células a combustível de membrana de troca protônica em alta temperatura (HT-PEMFC) foram objetos de diversas pesquisas a fim de remover muitos desafios levantados durante a operação em baixa temperatura. O estado-da-arte em eletrólitos para PEMFC, Nafion®, apresenta mecanismos de condução de prótons altamente dependentes de água, o que limita a operação nesses sistemas em 100ºC. O aumento da temperatura de operação de uma célula PEMFC é desejado devido à contribuição da temperatura na aceleração das reações eletroquímicas. Contudo, o aumento da temperatura exige uma nova proposta para eletrólitos, seja por otimização das propriedades do Nafion ou por desenvolvimento de membranas que não dependam de água para a condução protônica. Neste contexto, as membranas de PBI (polibenzimidazol) dopadas com ácido fosfórico têm sido consideradas uma alternativa bastante promissora para eletrólitos sólidos operantes em alta temperatura, devido à combinação de condução de prótons satisfatória em condições de baixa umidade relativa e excelente estabilidade térmica. No entanto, membranas baseadas em PBI apresentam algumas desvantagens como perda do ácido que pode ocorrer por meio de uma série de mecanismos, incluindo evaporação, difusão, transporte capilar ou lixiviação por água condensada. Mesmo assim, a tecnologia HT-PEMFC é mais interessante, pois, ela trabalha acima da temperatura de ebulição da água, portanto a água gerada está representada apenas na fase de vapor, dessa forma, modelos monofásicos são mais simples de estudar computacionalmente. Dessa forma, foram estudados dois modelos de formato de placas: serpentina com múltiplos canais e interdigital, com área geométrica de eletrodo de 5 cm2 através de simulações computacionais no software COMSOL Multiphysics 5.3a, sendo desenvolvidos e validados com a intenção de auxiliar na interpretação de resultados experimentais. Com isso, o presente trabalho priorizou estudos experimentais e computacionais quanto ao comportamento do ácido fosfórico na membrana, difusão reversa de vapor d'água e distribuição de temperatura através da membrana, fluxo dos gases, carga de catalizadores, alteração do substrato, tipos de combustíveis e mudanças no posicionamento de entrada e saída dos canais de fluxo dos gases. Em geral as curvas de polarização apresentadas, mostraram uma boa concordância entre os resultados experimentais e computacionais. Foi demonstrado que uma quantidade considerável de vapor d'água pode atravessar o MEA no sentido do cátodo para o ânodo. Em geral, o aumento da estequiometria favoreceu o aumento do desempenho da célula e foi constatado que a fração molar de ácido fosfórico diminui com o aumento da temperatura e da umidade relativa.

Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; direct ethanol fuel cells; temperature control; solid electrolytes; synthetic materials; simulation; computerized control systems; mathematical models

PANESI, ANDRE R.Q. Modelagem e simulação em células a combustível de membrana de troca protônica de alta temperatura. Orientador: Elisabete Inácio Santiago. Coorientador: Almir Oliveira Neto. 2021. 198 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2021.tde-18112021-093357. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32716. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O presente trabalho consistiu no projeto e construção de um sistema simplificado de aquecimento por micro-ondas, destinado à avaliação de catalisadores suportados em materiais que sejam estáveis em temperaturas de 400 a 1.100 ºC e que sejam conversores desta radiação, na frequência de 2,45 GHz, em calor. Tais catalisadores são particularmente interessantes no processo de oligomerização de metano, que requer alta temperatura para sua funcionalização. A sua construção teve como base os modelos encontrados na literatura científica e simulações de funcionamento feitas em computador. Os ajustes e alterações foram feitos a partir dos testes realizados com vários materiais utilizados como suporte para catalisadores. Ao final chegou-se a uma configuração de equipamento cujos testes demonstraram que ele atende satisfatoriamente a seu propósito, tendo possibilitado a avaliação das propriedades de absorção e conversão de micro-ondas em calor de vários materiais, de forma controlada, em toda faixa de temperatura para o qual foi projetado.

Palavras-Chave: microwave radiation; furnaces; resonant-ionization laser ion sources; methane; gas analysis; solids; heterogeneous catalysis; heating systems; design; temperature dependence; temperature control

BRANDAO, ULISSES. Projeto e construção de um sistema simplificado de aquecimento por micro-ondas para reações heterogêneas gás-sólido em alta temperatura. Orientador: Estevam Vitorio Spinacé. 2022. 75 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-10112022-154045. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33611. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho relata os resultados de um projeto de automação de aquisição de dados de um dos espectrômetros de correlação angular perturbada gama-gama (PAC) do laboratório de interações hiperfinas (LIH) do IPEN. O espectrômetro é constituído de quatro detectores de cintilação (BaF3). Basicamente registra-se a diferença de temporal entre a detecção de quaisquer dois raios gamas emitidos em cascata (do núcleo de prova) incidentes em quaisquer dois detectores do espectrômetro. Dependendo das condições, o núcleo de prova ocupa determinados sítios de uma rede cristalina ou de uma macromolécula onde se pretende estudar as características elétricas e/ou magnéticas do meio nas áreas de física da matéria condensada ou biofísica. Para realização deste trabalho utilizou-se a linguagem Java por se tratar de uma linguagem de programação multiplataforma e orientada a objetos, possuindo, portanto, portabilidade e maior tempo de vida do software e devido à facilidade de implementação dos periféricos. Por fim, o software possui uma interface amigável e intuitiva, com o usuário podendo operar o sistema manualmente ou automaticamente, com aquisições de tempo de até 100 horas consecutivas. No modo automático, Antes de cada aquisição, o software seta a temperatura (do controlador), previamente definida pelo usuário, aguarda a estabilidade, processa a aquisição, registra os dados em arquivos diferentes (para temperaturas diferentes). Além disso, o software também salva em um arquivo todas as informações de parâmetros relevantes durante a aquisição.

Palavras-Chave: gamma spectroscopy; hyperfine structure; perturbed angular correlation; nuclear electric moments; nuclear magnetic moments; data acquisition; communications; logic circuits; electronic equipment; thermonuclear devices; temperature control; programming; computer-aided design; standardization

STACHOWSKI, ADEMIR F.A. Sistema de automação e controle para aquisição de espectros de correlação angular gama-gama. Orientador: Artur Wilson Carbonari. 2019. 63 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-15042019-153009. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29877. Acesso em: $DATA.

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