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Preveniente do ex-CDE do Instituto Politécnico de Castelo Branco

Descrição baseada em: Ano 1, nº 2 (Fev. 1997)-

Tese de mestrado em Engenharia Mecânica, Universidade de Coimbra, 1993

Tese de doutoramento em Engenharia Mecânica(Aerodinâmica), Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra, 2006

Tese de Doutoramento em Engenharia Mecânica, Universidade de Coimbra, 2004

Resumo: Nos domínios comercial e industrial são frequentes as situações em que há necessidade de reduzir ou controlar as trocas de calor e de massa entre um espaço interior com atmosfera controlada – onde os parâmetros ambientais tais como temperatura, humidade, concentração de poluentes, etc. sejam mantidos em níveis compatíveis com a actividade aí exercida – e o ambiente exterior, exigindo-se, simultaneamente, facilidade de circulação de pessoas e/ou equipamentos. Em termos práticos, o confinamento de ambientes específicos é normalmente conseguido com a utilização de barreiras aerodinâmicas – habitualmente designadas por cortinas de ar – constituídas por um ou vários jactos de ar. A cada vez maior apetência da sociedade contemporânea por ambientes que possam proporcionar condições confortáveis (térmicas ou outras) aos seus utentes, conjugadas com as também prementes necessidades de optimização dos consumos energéticos, têm vindo a criar um vasto conjunto de situações em que se justifica a instalação deste tipo de aparelhos. Neste trabalho apresenta-se o estudo experimental da influência de diversos parâmetros geométricos e dinâmicos sobre o desempenho de um aparelho de cortina de ar instalado por cima duma porta de comunicação entre duas salas contíguas, de igual dimensão, mantidas a temperaturas diferentes. Com esta configuração pretende-se simular a situação típica de vedação de um espaço comercial ou habitacional climatizado, no qual se pretendem manter condições de conforto térmico, relativamente a um outro ambiente (interior ou exterior) que poderá estar mais quente ou mais frio. Os ensaios foram realizados numa instalação experimental, à escala real, projectada e construída para o efeito e de entre os parâmetros geométricos e dinâmicos estudados encontram-se a altura da porta a vedar, a distância (em relação ao chão) a que se encontra instalado o aparelho de cortina de ar, a diferença de temperatura imposta às salas bem como a velocidade e o ângulo inicial do jacto. Em todos os ensaios realizados foi determinada a eficiência de vedação proporcionada pelo aparelho de cortina de ar através de uma técnica de gases traçadores. Para algumas das configurações estudadas foram também efectuados mapeamentos do escoamento em termos de velocidade e de temperatura do ar, quer na vizinhança da porta a vedar, quer noutras zonas consideradas de interesse, utilizando-se para esse efeito um conjunto de dezasseis termo-anemómetros de baixa velocidade. Alguns desses termo-anemómetros serviram igualmente para detectar a localização do ponto de impacto do jacto de ar no solo. Num conjunto mais restrito das configurações estudadas foi utilizada uma câmara termográfica de infravermelhos para efectuar visualizações do comportamento do jacto gerado pela cortina bem como do movimento das massas de ar entre as duas salas. Através dos resultados obtidos pode concluir-se que o conjunto dos métodos experimentais desenvolvidos no presente estudo permitem avaliar, de forma clara, o desempenho real de vedação aerodinâmica das cortinas de ar. Através da sua aplicação foi possível obter um conhecimento aprofundado dos campos do escoamento e da temperatura, o que se veio a revelar útil para uma boa compreensão dos fenómenos convectivos em jogo. O subsequente estudo paramétrico detalhado veio demonstrar que, para um mesmo aparelho de cortina de ar, a eficiência de vedação pode ser maximizada se for encontrada a relação óptima entre a velocidade do ar à saída da cortina e a diferença entre as temperaturas dos compartimentos a vedar. Para a selecção e a instalação destes equipamentos é também importante o conhecimento detalhado da influência dos parâmetros geométricos, nomeadamente a altura de montagem da cortina e a inclinação inicial do jacto. Outro aspecto que foi objecto de análise no presente trabalho (e que até à data não tinha sido estudado) tem a ver com as perturbações produzidas pela passagem de pessoas e/ou objectos pela porta que se pretendia vedar. A utilização de um manequim de montra acoplado a um sistema de movimentação contínuo permitiu quantificar a perda de eficiência deste tipo de sistemas quando a zona de acção dos jactos é atravessada com alguma frequência por pessoas.

This article presents details on the techniques and methodologies used and results obtained in an experimental work focusing the study of the influence of various geometric and dynamic parameters on the performances of an air curtain device. The studied configurations correspond to typical aerodynamic sealing situations, applied in commercial spaces, where it is intended to keep a comfortable environment without the influence of exterior conditions. After some recommendations on selection, installation and operation, the energy and finance savings for open public spaces that use this kind of fence are estimated and some results of technical inspections conducted in commercial establishments are presented.

Neste trabalho são analisados alguns resultados obtidos numa instalação experimental à escala real em que uma cortina de ar de jacto plano, descendente, não-recirculado, se encontra instalada por cima de uma porta que separa duas salas contíguas e iguais, que se pretendem manter com diferentes valores de temperatura. Apresentam-se exemplos elucidativos da influência de alguns parâmetros geométricos e dinâmicos sobre a eficácia da vedação conseguida, a partir dos quais se estabelecem algumas recomendações sobre a selecção, instalação e operação deste tipo de aparelho. Conclui-se este trabalho com a apresentação das principais conclusões de um estudo paralelo em que se fez o levantamento das reais condições de instalação e operação de aparelhos de cortina de ar em estabelecimentos comerciais climatizados da cidade de Castelo Branco.

Este trabalho versa o problema da vedação aerodinâmica de um espaço habitacional ou comercial climatizado, no qual se pretendem manter condições de conforto térmico, relativamente a um ambiente exterior, que poderá estar mais quente ou mais frio. Para a sua concretização recorreu-se a um conjunto de medições numa instalação experimental à escala real em que um aparelho de cortina de ar, de jacto plano descendente, não-recirculado, se encontra instalado por cima de uma porta que separa duas salas contíguas e iguais, que se pretendem manter com diferentes valores de temperatura. Após uma breve explicação sobre as técnicas e metodologias experimentais que foram aplicadas, apresentam-se alguns exemplos elucidativos da influência de alguns parâmetros geométricos e dinâmicos sobre a eficácia da vedação conseguida, a partir dos quais se estabelecem algumas recomendações sobre a selecção, instalação e operação deste tipo de aparelho. São ainda analisadas as poupanças energéticas conseguidas com a utilização deste tipo de aparelho como meio de vedação de espaços climatizados abertos ao público.

This article give details about the techniques and methodologies used to study the influence of some geometric and dynamic parameters on Air Curtain effectiveness. Some results of technical inspections conducted in commercial establishments that use this kind of fence are presented and the energy and finance savings for open public acclimatized spaces is estimated.

Industry 4.0 is the movement towards a fourth industrial revolution that will consist in the digitization and integration of all value chain. In Europe, this movement is led by the German RAMI 4.0 (Reference Architecture for Industry 4.0) proposal, which is attracting a lot of attention from industry, academia and other practitioners. Under the RAMI 4.0 scope there is an Administration Shell proposal to abstract physical and logical assets in a standardized way. Once abstracted, assets become Industry 4.0 Components and can be fully integrated in the Cyber Physical Production System or value chain. This work focuses on the utilization of software components within the Administration Shell. There is a necessity to represent software components and their relation to industrial asset. Therefore, control and monitoring applications involving software components and other assets can be represented in compliance with the I4.0 Component Model. To address this necessity the Smart Object Self Description information model is proposed and applied to a real case study scenario.

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Tendo por base um conjunto de ensaios realizados numa instalação experimental especialmente concebida para o efeito, é avaliada a influência de alguns parâmetros geométricos e dinâmicos sobre a eficácia da vedação térmica alcançada com a utilização de aparelhos de cortina de ar. A informação recolhida permitiu estabelecer diversas recomendações sobre a selecção, instalação e operação deste tipo de aparelho, as quais, na prática, nem sempre são seguidas, conforme se pode antever dos dados preliminares recolhidos em vistorias técnicas realizadas a estabelecimentos comerciais que utilizam este tipo de solução.

Descrevem-se as metodologias utilizadas num estudo que teve por objectivo a avaliação do efeito de vedação promovido por um aparelho de cortina de ar. Foi utilizada uma instalação experimental à escala real em que, através de um jacto de ar descendente gerado por cima da porta, se procurou manter uma dada diferença de temperatura entre duas salas contíguas. Recorrendo a 16 sondas anemométricas, efectuou-se o mapeamento da temperatura e da velocidade do ar em diversos planos considerados de interesse e, através da aquisição desses dados em contínuo, avaliou-se o desenvolvimento e a estabilidade do jacto durante os primeiros minutos de funcionamento da instalação. Recorreu-se igualmente a uma técnica de medida do tipo “whole-field” em que o campo de temperaturas do ar é medido indirectamente através de um ecrã de baixa massa térmica que serve de alvo a uma câmara termográfica de infra-vermelhos. Ao longo do artigo serão apresentados vários exemplos elucidativos das potencialidades das técnicas descritas anteriormente.

Among the different existing methods to characterise the aerodynamic sealing effect provided by an air curtain device placed over the opening between two contiguous compartments, infrared thermography has revealed to be a very useful tool. Besides allowing the capture, in an expedite way, of instantaneous images of the temperature field in the neighbourhood of the door, the technique hereon described has other advantages, in terms of quick and easy setup, low intrusive character and liability of obtained results. To apply this method, a large sheet of paper was stretched in the direction perpendicular to the opening where the air curtain device has placed to allow the registration of pictures or video sequences with an infrared camera setup in its maximum sensitivity. Good concordance between the thermographs obtained with this technique and the temperature fields measured for the same plane with a rack of 16 low velocity omni-directional thermal anemometer probes allowed its validation. Various elucidative examples of the use of this technique as a complementary tool for analysis and visualization of the complex physical phenomena occurring for the studied flow are presented in this article.

In commercial and industrial activities, there is often a need for reducing or controlling heat and mass transfer between outside environment and indoor compartments with controlled atmosphere, warranting, simultaneously, an easy circulation of people and equipments. In practical terms, the confinement of a given space can be achieved with aerodynamic barriers (air curtains) constituted by one or more air jets. In the present paper, the loss of efficiency of a vertical downward air curtain due to the seesaw permanent movement of a person is analyzed. Results show a systematic loss of the sealing efficiency (10 to 20%) of the air curtain device when the doorway is periodically crossed by a computer controlled manikin “Roberta” relatively to the results obtained without this traversing movement.

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“This is a post-peer-review, pre-copyedit version of an article published in Lecture Notes in Mechanical Engineering. The final authenticated version is available online at: https://doi.org/10.1007/978-3-030-79168-1_20".