Fale Nogueira - Academia.edu (original) (raw)
Papers by Fale Nogueira
Mechanical Engineering Advances, Sep 5, 2023
Mechanical Engineering Advances, Aug 20, 2023
Journal of Materials Science and Chemical Engineering
International Journal of Chemical and Process Engineering Research
The application aims to determine the thermal and hydraulic performance of externally finned, cou... more The application aims to determine the thermal and hydraulic performance of externally finned, counter-flow, Shell, and Tube Heat Exchangers (STHE). The application refers to the cooling of machine oil flowing in the annular region, including non-spherical cylindrical nanoparticles of Boehmite Alumina. The oil inlet temperature is equal to 80 °C. Sea water is a coolant with an inlet temperature of 20°C. The main parameter in the optimization process is the number of finned tubes used for oil cooling. Another optimization factor is the number of heat exchanger units connected by hairpin. The number of fins per tube is fixed, equal to 34. The oil flow is set and equal to 4.0 kg/s. The inlet water flow varies, with a maximum flow of 5.0 kg/s. The quantities determined for analysis are: the thermal effectiveness, the actual and maximum heat transfer rates, the pressure drops caused in the tubes and by the flow in the annular region and fin system, the thermal and viscous irreversibilitie...
Current Approaches in Science and Technology Research Vol. 12
The case study is about obtaining the flow rate and saturation temperature of steam that makes it... more The case study is about obtaining the flow rate and saturation temperature of steam that makes it possible to heat a solution of water and ammonia nitrate (ANSOL) in a shell and helical coil tube heat exchanger, within a time interval, without that the crystallization of the ANSOL solution occurs. The desired production per batch of the solution is 5750 kg in 80 minutes. The analysis uses the concepts of efficiency and effectiveness to determine the heat transfer rate and temperature profiles that satisfy the imposed condition within a certain degree of safety and with the lowest possible cost in steam generation. Intermediate quantities necessary to reach the objective are the Reynolds number, Nusselt number, and global heat transfer coefficient for the shell and helical coil tube heat exchanger. Initially, the water is heated for a specified period and, subsequently, the ammonium nitrate is added to a given flow in a fixed mass flow rate.
Ovidius University Annals of Chemistry
The analysis deals with the thermo-hydraulic performance of a Gasket Plate Heat Exchanger used fo... more The analysis deals with the thermo-hydraulic performance of a Gasket Plate Heat Exchanger used for cooling vegetable oils with a water-ethylene glycol 50% and volume fractions of non-spherical nanoparticles mixture as a refrigerant. The heat exchanger has 75 plates with a chevron angle equal to 30º. The Reynolds number of the refrigerant varies from 80 to 1530. The Reynolds number of the sunflower vegetable oil is fixed and equal to 30. The non-spherical nanoparticles used for analysis are platelet, cylindrical and brick types. Graphical results are presented for global heat transfer coefficient, heat capacity ratio, heat transfer rate, outlet temperatures, thermal and viscous entropy generation rate, and Bejan thermodynamic number. The results obtained allow us to conclude that it is possible to work with low relative flow rates using non-spherical nanoparticles, emphasizing platelet nanoparticles. The entropy generations analysis shows that very high flow rates of the refrigerant ...
Recent Trends in Chemical and Material Sciences Vol. 8
Olhares, May 5, 2017
Depoimento de Elcio Nogueira sobre a personalidade e a trajetoria de Renato Borghi no Teatro Bras... more Depoimento de Elcio Nogueira sobre a personalidade e a trajetoria de Renato Borghi no Teatro Brasileiro.
Cadernos UniFOA, Jun 10, 2014
As superficies estendidas, aletas, sao utilizadas para aumentar o tempo de vida medio de um motor... more As superficies estendidas, aletas, sao utilizadas para aumentar o tempo de vida medio de um motor eletrico, atraves da troca de calor. Motores com diferentes potencias utilizam carcacas distintas, devido as suas dimensoes. Efetuou-se uma analise comparativa, determinando-se os custos por unidade de peso, relacionados as carcacas de motores eletricos com potencias variadas, e a quantidade de material utilizado em cada situacao em analise, utilizando dois diferentes tipos de materiais – o Aluminio e o Ferro Fundido. Aluminio e Ferro Fundido sao materiais comumente utilizados na confeccao de carcacas de motores eletricos, determinando o tempo de vida medio de cada tipo de motor eletrico, que e funcao das eficiencias termicas associadas as superficies estendidas, aletas, utilizadas. Motores aletados com superficies estendidas distintas tem custos operacionais distintos, vez que a eficiencia termica altera o tempo de vida medio do equipamento. Utilizaram-se dados reais de um motor eletrico (Weg modelo W21), que pode ser utilizado na industria para o acionamento de bombas, ventiladores, exaustores, britadores, moinhos, talhas, compressores e outras aplicacoes. Efetuou-se uma analise comparativa de custo em relacao aos materiais utilizados em motores com ate 15 cv, com o objetivo de determinar o motor aletado com melhor desempenho, e o custo operacional mais adequado para uso pratico. Justificou-se a escolha do material atraves de resultados graficos e numericos, que mostram a diferenca de desempenho dos materiais analisados neste trabalho. Aspectos relacionados com preservacao ambiental foram objetos de analise e, neste caso, o aluminio se mostrou mais adequado, uma vez que a reciclagem do mesmo evita a extracao da bauxita, o mineral beneficiado para a fabricacao da alumina, que e transformada em liga de aluminio.
Novel Perspectives of Engineering Research Vol. 6, 2022
Journal of Metallic Material Research, 2022
The efficiency and irreversibility defined based on the second law ofthermodynamics provide a new... more The efficiency and irreversibility defined based on the second law ofthermodynamics provide a new path for heat exchangers design and makeperformance analysis more straightforward and elegant. The second lawof thermodynamics is applied in a Straight Microchannel Printed Circuitheat exchanger to determine the thermal performance of different shapes ofBoehmite Alumina compared to Al2O3 aluminum oxide. The various formsof non-spherical Boehmite Alumina are characterized dynamically andthermodynamically through dynamic viscosity and thermal conductivity,using empirical coefficients. The non-spherical shape includes platelet,cylindrical, blades, and bricks forms. Graphical results are presented forthermal efficiency, thermal irreversibility, heat transfer rate, and nanofluidexit temperature. The non-spherical shapes of Boehmite Alumina showdifferent thermal characteristics concerning the spherical shape whenthere are variations in fluid flow rates and the nanoparticles fraction.Furthermo...
Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2022
Cadernos UniFOA, 2017
Em muitas operações industriais encontram-se situações em que dois líquidos devem escoar simultan... more Em muitas operações industriais encontram-se situações em que dois líquidos devem escoar simultaneamente por um mesmo duto. Neste trabalho, apresenta-se um estudo analítico do comportamento do escoamento laminar completamente desenvolvido de fluidos imiscíveis (água-óleo) em placas planas e dutos circulares. O sistema empregado é o “Core Flow Lift”, que consiste em adicionar ao fluxo de óleo na tubulação um fluido de menor viscosidade, na forma de uma capa anular externa (água), o que reduz consideravelmente a resistência do óleo ao escoamento, conseguindo um ganho na relação de potência de bombeamento. Esse processo é de fácil aplicação, baixo custo e alto rendimento, possibilitando altas vazões, e já vem sendo utilizado no transporte à longa distância em algumas plantas no exterior, com sucesso. As situações físicas de escoamento entre placas planas paralelas e dutos circulares de seção circular, além de serem muito aplicadas na indústria, são as duas geometrias mais estudadas na ...
Cadernos UniFOA, 2017
Este trabalho visa à elaboração de um roteiro prático, para dimensionar sistemas elevatórios de á... more Este trabalho visa à elaboração de um roteiro prático, para dimensionar sistemas elevatórios de água, baseado em estudos demográficos, topográficos, fórmulas matemáticas e dados experimentais de laboratório e, principalmente, visa propor a implantação de um sistema de abastecimento de água na comunidade do Macundú. O sistema existente nessa comunidade foi criado sem técnica e muito menos material adequado e, com o crescimento do povoado e sucessivas ampliações mal elaboradas, tal sistema se mostra incapaz de atender a demanda dos moradores. A seleção de uma bomba é feita em função da vazão e da altura manométrica da instalação. A vazão depende do consumo diário da instalação, jornada de trabalho da bomba e do número de bombasem funcionamento. Aaltura manométrica é determinada em função do levantamento topográfico do perfil do terreno mais a perda de carga nas tubulações. Feito isso, as possíveis bombas são selecionadas através de mosaicos, diagramas ou tabelas de seleção de bombas. ...
World Journal of Nano Science and Engineering, 2021
The work’s objective is to analyze the influence of the saturation temperature of the R134a refri... more The work’s objective is to analyze the influence of the saturation temperature of the R134a refrigerant on the thermal performance of a shell and tube type condenser, with water and aluminum oxide (Al2O3) nanoparticles flowing into the tube. For analysis, the heat exchanger is subdivided into three regions: subcooled liquid, saturated steam, and superheated steam. The shell and tube heat exchanger assumed as the basis for the study has 36 tubes, with rows of 4 tubes in line and three passes into the tube in each region. The parameters used to analyze the performance are efficiency and effectiveness, through variations of quantities such as saturation temperature, the nanofluid’s mass flow rate, fraction in the nanoparticles’ volume, and the number of passes in the tube in each region of the heat exchanger. The obtained results demonstrate that the efficiency is relatively high in all the analyzed situations. In each saturation temperature, the effectiveness can be increased by intro...
Engenharia: a máquina que constrói o futuro, 2021
In many industrial operations are flows of immiscible liquids flowing simultaneously from a singl... more In many industrial operations are flows of immiscible liquids flowing simultaneously from a single duct. We present an analytical study of the behavior of fully developed laminar flow of immiscible fluids (water-oil) in flat plates and circular ducts. The system used is the “Core Flow Lift”, which adds to the flow of oil to a lower viscosity fluid in the form of an annular outer layer (water), which considerably reduces the flow resistance, with a gain on the pumping power compared with single phase flow of oil. This process is easy to use, low cost and high performance, enabling high flow rates, and is already being successfully used in long distance transport in some plants overseas. Physical situations of flow between parallel flat plates and circular duct, are applied in industry, and are the most studied in the literature of fluid mechanics. Key-words: Laminar flow, circular ducts; flat parallel plates; immiscible fluids.
Theoretical thermohydraulic performance analysis of a compact heat exchanger, type finned flat tu... more Theoretical thermohydraulic performance analysis of a compact heat exchanger, type finned flat tube, used in automotive radiators is performed in based-water nanofluids. The theory of effectiveness (ε-NTU), and experimental data for water flow, are used for comparison. The oxides used in the research are CuO (copper oxide) and Al2O3 (aluminum oxide). Results were obtained for air and water outlet temperatures, heat transfer rate, the pressure drop in finned channels and tubes, as a function of the volume fraction of the oxides. It has been shown that there is an effective improvement in heat exchange and little influence on total pressure drop when using oxides in volume fractions ranging from 0.01 to 0.05, and when Newtonian fluid flow is allowed in theoretical analysis. It can be observed from the data obtained that the performance of copper oxide is significantly superior to aluminum oxide. The laminarization effect of the flow was observed in the analysis, and it is more signifi...
Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2021
Cadernos UniFOA, 2012
A utilização de aletas para potencializar a eficiência na troca de energia na forma de calor tem ... more A utilização de aletas para potencializar a eficiência na troca de energia na forma de calor tem sido um procedimento comum utilizado há várias décadas. Provemos, neste trabalho, soluções analíticas para condução de calor em aletas de perfis retangulares, utilizando dois diferentes tipos de materiais, o Alumínio e o Ferro Fundido, que são materiais comumente utilizados na confecção de carcaças de motores elétricos. Uma das aplicações industriais mais comuns de sistemas de aletas ocorre em motores elétricos, que se tornaram um dos mais notórios inventos do homem ao longo de seu desenvolvimento tecnológico. Utilizamos dados reais de um motor elétrico (Weg modelo W21), que pode ser utilizado na indústria para o acionamento de bombas, ventiladores, exaustores, britadores, moinhos, talhas, compressores e outras aplicações. A partir dos dados obtidos do motor elétrico, sobre suas características físicas e de operação de trabalho, foram obtidos resultados numéricos e gráficos, para ambos o...
Mechanical Engineering Advances, Sep 5, 2023
Mechanical Engineering Advances, Aug 20, 2023
Journal of Materials Science and Chemical Engineering
International Journal of Chemical and Process Engineering Research
The application aims to determine the thermal and hydraulic performance of externally finned, cou... more The application aims to determine the thermal and hydraulic performance of externally finned, counter-flow, Shell, and Tube Heat Exchangers (STHE). The application refers to the cooling of machine oil flowing in the annular region, including non-spherical cylindrical nanoparticles of Boehmite Alumina. The oil inlet temperature is equal to 80 °C. Sea water is a coolant with an inlet temperature of 20°C. The main parameter in the optimization process is the number of finned tubes used for oil cooling. Another optimization factor is the number of heat exchanger units connected by hairpin. The number of fins per tube is fixed, equal to 34. The oil flow is set and equal to 4.0 kg/s. The inlet water flow varies, with a maximum flow of 5.0 kg/s. The quantities determined for analysis are: the thermal effectiveness, the actual and maximum heat transfer rates, the pressure drops caused in the tubes and by the flow in the annular region and fin system, the thermal and viscous irreversibilitie...
Current Approaches in Science and Technology Research Vol. 12
The case study is about obtaining the flow rate and saturation temperature of steam that makes it... more The case study is about obtaining the flow rate and saturation temperature of steam that makes it possible to heat a solution of water and ammonia nitrate (ANSOL) in a shell and helical coil tube heat exchanger, within a time interval, without that the crystallization of the ANSOL solution occurs. The desired production per batch of the solution is 5750 kg in 80 minutes. The analysis uses the concepts of efficiency and effectiveness to determine the heat transfer rate and temperature profiles that satisfy the imposed condition within a certain degree of safety and with the lowest possible cost in steam generation. Intermediate quantities necessary to reach the objective are the Reynolds number, Nusselt number, and global heat transfer coefficient for the shell and helical coil tube heat exchanger. Initially, the water is heated for a specified period and, subsequently, the ammonium nitrate is added to a given flow in a fixed mass flow rate.
Ovidius University Annals of Chemistry
The analysis deals with the thermo-hydraulic performance of a Gasket Plate Heat Exchanger used fo... more The analysis deals with the thermo-hydraulic performance of a Gasket Plate Heat Exchanger used for cooling vegetable oils with a water-ethylene glycol 50% and volume fractions of non-spherical nanoparticles mixture as a refrigerant. The heat exchanger has 75 plates with a chevron angle equal to 30º. The Reynolds number of the refrigerant varies from 80 to 1530. The Reynolds number of the sunflower vegetable oil is fixed and equal to 30. The non-spherical nanoparticles used for analysis are platelet, cylindrical and brick types. Graphical results are presented for global heat transfer coefficient, heat capacity ratio, heat transfer rate, outlet temperatures, thermal and viscous entropy generation rate, and Bejan thermodynamic number. The results obtained allow us to conclude that it is possible to work with low relative flow rates using non-spherical nanoparticles, emphasizing platelet nanoparticles. The entropy generations analysis shows that very high flow rates of the refrigerant ...
Recent Trends in Chemical and Material Sciences Vol. 8
Olhares, May 5, 2017
Depoimento de Elcio Nogueira sobre a personalidade e a trajetoria de Renato Borghi no Teatro Bras... more Depoimento de Elcio Nogueira sobre a personalidade e a trajetoria de Renato Borghi no Teatro Brasileiro.
Cadernos UniFOA, Jun 10, 2014
As superficies estendidas, aletas, sao utilizadas para aumentar o tempo de vida medio de um motor... more As superficies estendidas, aletas, sao utilizadas para aumentar o tempo de vida medio de um motor eletrico, atraves da troca de calor. Motores com diferentes potencias utilizam carcacas distintas, devido as suas dimensoes. Efetuou-se uma analise comparativa, determinando-se os custos por unidade de peso, relacionados as carcacas de motores eletricos com potencias variadas, e a quantidade de material utilizado em cada situacao em analise, utilizando dois diferentes tipos de materiais – o Aluminio e o Ferro Fundido. Aluminio e Ferro Fundido sao materiais comumente utilizados na confeccao de carcacas de motores eletricos, determinando o tempo de vida medio de cada tipo de motor eletrico, que e funcao das eficiencias termicas associadas as superficies estendidas, aletas, utilizadas. Motores aletados com superficies estendidas distintas tem custos operacionais distintos, vez que a eficiencia termica altera o tempo de vida medio do equipamento. Utilizaram-se dados reais de um motor eletrico (Weg modelo W21), que pode ser utilizado na industria para o acionamento de bombas, ventiladores, exaustores, britadores, moinhos, talhas, compressores e outras aplicacoes. Efetuou-se uma analise comparativa de custo em relacao aos materiais utilizados em motores com ate 15 cv, com o objetivo de determinar o motor aletado com melhor desempenho, e o custo operacional mais adequado para uso pratico. Justificou-se a escolha do material atraves de resultados graficos e numericos, que mostram a diferenca de desempenho dos materiais analisados neste trabalho. Aspectos relacionados com preservacao ambiental foram objetos de analise e, neste caso, o aluminio se mostrou mais adequado, uma vez que a reciclagem do mesmo evita a extracao da bauxita, o mineral beneficiado para a fabricacao da alumina, que e transformada em liga de aluminio.
Novel Perspectives of Engineering Research Vol. 6, 2022
Journal of Metallic Material Research, 2022
The efficiency and irreversibility defined based on the second law ofthermodynamics provide a new... more The efficiency and irreversibility defined based on the second law ofthermodynamics provide a new path for heat exchangers design and makeperformance analysis more straightforward and elegant. The second lawof thermodynamics is applied in a Straight Microchannel Printed Circuitheat exchanger to determine the thermal performance of different shapes ofBoehmite Alumina compared to Al2O3 aluminum oxide. The various formsof non-spherical Boehmite Alumina are characterized dynamically andthermodynamically through dynamic viscosity and thermal conductivity,using empirical coefficients. The non-spherical shape includes platelet,cylindrical, blades, and bricks forms. Graphical results are presented forthermal efficiency, thermal irreversibility, heat transfer rate, and nanofluidexit temperature. The non-spherical shapes of Boehmite Alumina showdifferent thermal characteristics concerning the spherical shape whenthere are variations in fluid flow rates and the nanoparticles fraction.Furthermo...
Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2022
Cadernos UniFOA, 2017
Em muitas operações industriais encontram-se situações em que dois líquidos devem escoar simultan... more Em muitas operações industriais encontram-se situações em que dois líquidos devem escoar simultaneamente por um mesmo duto. Neste trabalho, apresenta-se um estudo analítico do comportamento do escoamento laminar completamente desenvolvido de fluidos imiscíveis (água-óleo) em placas planas e dutos circulares. O sistema empregado é o “Core Flow Lift”, que consiste em adicionar ao fluxo de óleo na tubulação um fluido de menor viscosidade, na forma de uma capa anular externa (água), o que reduz consideravelmente a resistência do óleo ao escoamento, conseguindo um ganho na relação de potência de bombeamento. Esse processo é de fácil aplicação, baixo custo e alto rendimento, possibilitando altas vazões, e já vem sendo utilizado no transporte à longa distância em algumas plantas no exterior, com sucesso. As situações físicas de escoamento entre placas planas paralelas e dutos circulares de seção circular, além de serem muito aplicadas na indústria, são as duas geometrias mais estudadas na ...
Cadernos UniFOA, 2017
Este trabalho visa à elaboração de um roteiro prático, para dimensionar sistemas elevatórios de á... more Este trabalho visa à elaboração de um roteiro prático, para dimensionar sistemas elevatórios de água, baseado em estudos demográficos, topográficos, fórmulas matemáticas e dados experimentais de laboratório e, principalmente, visa propor a implantação de um sistema de abastecimento de água na comunidade do Macundú. O sistema existente nessa comunidade foi criado sem técnica e muito menos material adequado e, com o crescimento do povoado e sucessivas ampliações mal elaboradas, tal sistema se mostra incapaz de atender a demanda dos moradores. A seleção de uma bomba é feita em função da vazão e da altura manométrica da instalação. A vazão depende do consumo diário da instalação, jornada de trabalho da bomba e do número de bombasem funcionamento. Aaltura manométrica é determinada em função do levantamento topográfico do perfil do terreno mais a perda de carga nas tubulações. Feito isso, as possíveis bombas são selecionadas através de mosaicos, diagramas ou tabelas de seleção de bombas. ...
World Journal of Nano Science and Engineering, 2021
The work’s objective is to analyze the influence of the saturation temperature of the R134a refri... more The work’s objective is to analyze the influence of the saturation temperature of the R134a refrigerant on the thermal performance of a shell and tube type condenser, with water and aluminum oxide (Al2O3) nanoparticles flowing into the tube. For analysis, the heat exchanger is subdivided into three regions: subcooled liquid, saturated steam, and superheated steam. The shell and tube heat exchanger assumed as the basis for the study has 36 tubes, with rows of 4 tubes in line and three passes into the tube in each region. The parameters used to analyze the performance are efficiency and effectiveness, through variations of quantities such as saturation temperature, the nanofluid’s mass flow rate, fraction in the nanoparticles’ volume, and the number of passes in the tube in each region of the heat exchanger. The obtained results demonstrate that the efficiency is relatively high in all the analyzed situations. In each saturation temperature, the effectiveness can be increased by intro...
Engenharia: a máquina que constrói o futuro, 2021
In many industrial operations are flows of immiscible liquids flowing simultaneously from a singl... more In many industrial operations are flows of immiscible liquids flowing simultaneously from a single duct. We present an analytical study of the behavior of fully developed laminar flow of immiscible fluids (water-oil) in flat plates and circular ducts. The system used is the “Core Flow Lift”, which adds to the flow of oil to a lower viscosity fluid in the form of an annular outer layer (water), which considerably reduces the flow resistance, with a gain on the pumping power compared with single phase flow of oil. This process is easy to use, low cost and high performance, enabling high flow rates, and is already being successfully used in long distance transport in some plants overseas. Physical situations of flow between parallel flat plates and circular duct, are applied in industry, and are the most studied in the literature of fluid mechanics. Key-words: Laminar flow, circular ducts; flat parallel plates; immiscible fluids.
Theoretical thermohydraulic performance analysis of a compact heat exchanger, type finned flat tu... more Theoretical thermohydraulic performance analysis of a compact heat exchanger, type finned flat tube, used in automotive radiators is performed in based-water nanofluids. The theory of effectiveness (ε-NTU), and experimental data for water flow, are used for comparison. The oxides used in the research are CuO (copper oxide) and Al2O3 (aluminum oxide). Results were obtained for air and water outlet temperatures, heat transfer rate, the pressure drop in finned channels and tubes, as a function of the volume fraction of the oxides. It has been shown that there is an effective improvement in heat exchange and little influence on total pressure drop when using oxides in volume fractions ranging from 0.01 to 0.05, and when Newtonian fluid flow is allowed in theoretical analysis. It can be observed from the data obtained that the performance of copper oxide is significantly superior to aluminum oxide. The laminarization effect of the flow was observed in the analysis, and it is more signifi...
Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2021
Cadernos UniFOA, 2012
A utilização de aletas para potencializar a eficiência na troca de energia na forma de calor tem ... more A utilização de aletas para potencializar a eficiência na troca de energia na forma de calor tem sido um procedimento comum utilizado há várias décadas. Provemos, neste trabalho, soluções analíticas para condução de calor em aletas de perfis retangulares, utilizando dois diferentes tipos de materiais, o Alumínio e o Ferro Fundido, que são materiais comumente utilizados na confecção de carcaças de motores elétricos. Uma das aplicações industriais mais comuns de sistemas de aletas ocorre em motores elétricos, que se tornaram um dos mais notórios inventos do homem ao longo de seu desenvolvimento tecnológico. Utilizamos dados reais de um motor elétrico (Weg modelo W21), que pode ser utilizado na indústria para o acionamento de bombas, ventiladores, exaustores, britadores, moinhos, talhas, compressores e outras aplicações. A partir dos dados obtidos do motor elétrico, sobre suas características físicas e de operação de trabalho, foram obtidos resultados numéricos e gráficos, para ambos o...