Yunus A Engel William J Palm Iii (9)
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Capítulo 4 - Equações Diferenciais Lineares de Ordem Superior

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

4

Equações D ifere n c ia is

L i neares de O r d e m

Superior

OBJETIVOS

A

s naturezas das equações lineares de primeira e segunda ordens são bastante diferentes, portanto, há poucos pontos em comum entre os procedimentos de solução. Por exemplo, equações lineares de primeira ordem têm uma forma direta de solução, assumindo que as integrais envolvidas nesse processo possam ser calculadas. Entretanto, a afirmação anterior só poderá ser aplicada às equações lineares de segunda ordem se estas tiverem coeficientes constantes. Mesmo assim, a solução pode exigir um procedimento mais elaborado.

Existe um paralelo entre as equações de segunda ordem e aquelas de ordem superior. A teoria aplicada a equações lineares de ordem superior é análoga à teoria das equações diferenciais lineares de segunda ordem. Neste capítulo, basicamente estenderemos a teoria baseada nas equações diferenciais lineares de segunda ordem para equações de ordem superior. As demonstrações apresentadas no Cap. 3 para o caso das equações de segunda ordem podem ser estendidas para equações de ordem superior por meio da generalização dessas demonstrações.

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Capítulo 1 - Introdução às Equações Diferenciais

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

1

I nt rod ução às Eq u a ç õ e s

Di f erenciais

OBJETIVOS

A

diferença entre as equações algébricas e as diferenciais está no fato de que estas envolvem derivadas em suas funções. Como o estudo das equações diferenciais requer um bom entendimento de cálculo, o estudante deverá revisar alguns tópicos importantes, como variáveis dependentes e independentes, funções contínuas e descontínuas, derivadas ordinárias e parciais, diferenciais e incrementos, e integração.

Neste capítulo, abordam-se a importância das equações diferenciais e o valor do modelamento matemático para resolver problemas do mundo real. Serão apresentados exemplos de como equações diferenciais são originadas a partir de problemas práticos e suas soluções. Depois de uma breve revisão sobre alguns conceitos de cálculo, apresentaremos a classificação das equações diferenciais e trataremos das equações lineares e não lineares, e daquelas com coeficientes constantes ou variáveis. Apresentaremos a solução de algumas equações diferenciais simples por meio de integração direta. Finalmente, alguns programas de computador serão utilizados para resolver equações diferenciais simples e traçar gráficos.

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Capítulo 5 - Equações Diferenciais Lineares: Coeficientes Variáveis

Yunus A. Çengel, William J. Palm III Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

5

Equações D ifere n c ia is

L i neares: C oefic ie n te s

Vari áveis

OBJETIVOS

A

té agora, estudamos equações diferenciais com coeficientes constantes porque muitas delas podem ser resolvidas de forma sistemática, em termos de funções elementares (como exponenciais, funções trigonométricas e logaritmos). Também abordamos a equação de Euler como um caso especial de equação diferencial com coeficientes variáveis.

Agora, estamos prontos para lidar com equações diferenciais com coeficientes variáveis. Como essas equações raramente podem ser resolvidas em termos de funções elementares, é necessário investigar outros métodos de solução. O método de solução por série é usado com sucesso para a solução de equações diferenciais com coeficientes variáveis, por meio do qual é possível encontrar a solução de forma exata ou aproximada para equações lineares ou não lineares com coeficientes constantes ou variáveis.

Neste capítulo, aplicaremos o método de solução por séries a equações diferenciais lineares de segunda ordem com coeficientes variáveis, que pode ser expresso como y″

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Capítulo 9 - Solução Numérica de Equações Diferenciais

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Capítulo

9

Sol uç ão Numér ic a d e

Equações D ifere n c ia is

OBJETIVOS

A

té agora, consideramos equações diferenciais que podem ser resolvidas, de forma analítica, por meio de métodos bem desenvolvidos, e chamamos os resultados obtidos de soluções analíticas ou na forma fechada. A forma dessas soluções pode ser explícita, na qual a variável dependente é uma função explícita da variável independente, como y = x2. Essas soluções são muito desejáveis, pois são exatas (nenhuma aproximação é envolvida no desenvolvimento da solução), e a solução pode ser obtida em qualquer ponto pela simples substituição da variável independente na função explícita. Outras soluções analíticas podem aparecer na forma implícita, como em y + 3xe–y = 5, que requerem um método numérico de busca por raízes para obter uma tabela ou gráfico de valores de y versus valores de x.

Infelizmente, os casos em que as equações diferenciais têm disponíveis soluções analíticas exatas são mais exceção do que regra. A maioria das equações com coeficientes não lineares, ou variáveis, encontradas na prática não pode ser resolvida analiticamente. Como não podemos obter soluções exatas, somos forçados a realizar uma das soluções aproximadas: aquelas em que os termos não lineares da equação são substituídos por aproximações lineares ou soluções numéricas, nas quais as soluções são obtidas na forma gráfica ou de uma tabela de números.

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Capítulo 7 - Sistemas de Equações Diferenciais Lineares: Abordagem Matricial

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Capítulo

7

Si s t emas de Equ a ç õ e s

Di f erenciais Lin e a re s :

Abordagem Matric ia l

OBJETIVOS

A

pós uma revisão das propriedades básicas das matrizes e de alguns tópicos importantes de álgebra, introduziremos o método matricial (ou o método dos autovetores), um procedimento mais geral e sistemático para resolver sistemas de equações diferenciais lineares. Dois outros métodos de solução (o método da transformada de Laplace e os métodos numéricos) serão abordados nos capítulos seguintes.

Mostraremos como os modelos de sistemas físicos podem ser expressos na forma matricial padrão. Será apresentada, então, a teoria básica do método matricial aplicado a equações lineares homogêneas e não homogêneas. Estudaremos as formas especiais de matriz, denominadas formas canônicas, e a matriz de transição,

úteis para o entendimento da dinâmica de processos. Finalmente, ilustraremos os poderosos métodos computacionais disponíveis para a implementação dos métodos abordados neste capítulo.

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Yunus A Engel Michael A Boles (17)
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Medium 9788580552003

Capítulo 7: Entropia

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Capítulo

7

Ent rop ia

OBJETIVOS

N

o Cap. 6, apresentamos a segunda lei da termodinâmica e a aplicamos aos ciclos e dispositivos cíclicos. Neste capítulo, aplicamos essa lei a processos. A primeira lei da termodinâmica trata da energia e de sua conservação. A segunda lei leva à definição de uma nova propriedade chamada entropia.

Essa propriedade é um tanto abstrata, sendo difícil descrevê-la fisicamente sem levar em conta o estado microscópico do sistema. Ela é melhor compreendida no estudo de suas aplicações nos processos mais comuns da engenharia, e é isso o que pretendemos fazer.

Este capítulo inicia com uma discussão da desigualdade de Clausius, que forma a base da definição da entropia. Em seguida, ele trata do princípio do aumento da entropia. Ao contrário da energia, a entropia é uma propriedade que não se conserva, não existindo portanto conservação de entropia. A seguir discutiremos as variações de entropia que ocorrem durante processos envolvendo substâncias puras, substâncias incompressíveis e gases ideais e examinaremos uma classe especial de processos idealizados denominados processos isentrópicos. Em seguida, consideraremos o trabalho reversível em regime permanente e as eficiências isentrópicas de diversos dispositivos de engenharia, como as turbinas e os compressores. Finalmente, apresentaremos o balanço de entropia e o aplicaremos a diversos sistemas.

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Capítulo 14: Misturas Gás-Vapor e Condicionamento de Ar

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

14

Mi s t u ras G ás- Vap o r e

C ondicionamento d e Ar

OBJETIVOS

E

m temperaturas abaixo da temperatura crítica, a fase gasosa de uma substância é frequentemente chamada de vapor. O termo vapor implica um estado gasoso que está próximo da região de saturação da substância, elevando a possibilidade de condensação durante um processo.

No Cap. 13 discutimos as misturas de gases que geralmente estão acima de suas temperaturas críticas, por isso não havia preocupação com a possível condensação de nenhum desses gases durante um processo. A análise fica bastante simplificada quando não é preciso lidar com duas fases; porém, quando lidamos com uma mistura de gás e vapor, o vapor pode condensar durante um processo, formando uma mistura de duas fases. Isso pode complicar consideravelmente a análise. Assim, uma mistura de gás e vapor precisa ser tratada de modo diferente de uma mistura comum de gases.

Várias misturas de gás e vapor são encontradas na engenharia. Neste capítulo, vamos considerar a mistura de ar-água-vapor, que é a mistura de gás-vapor mais encontrada na prática. Discutimos também o condicionamento de ar, ou seja, a principal área de aplicação das misturas de ar-água-vapor.

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Capítulo 15: Reações Químicas

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

15

R eações

Q uí mi cas

OBJETIVOS

N

os capítulos anteriores limitamos nosso exame aos sistemas não reativos

– aqueles cuja composição química permanece inalterada durante um processo. Vimos que isso também ocorre nos processos de mistura, durante os quais uma mistura homogênea se forma por meio de dois ou mais fluidos sem que ocorra nenhuma reação química. Neste capítulo, tratamos especificamente dos sistemas cuja composição química varia durante um processo, ou seja, os sistemas que envolvem reações químicas.

Ao lidarmos com sistemas não reativos, precisamos levar em conta apenas a energia interna sensível (associada a mudanças de temperatura e pressão) e a energia interna latente (associada a mudanças de fase). Ao lidarmos com os sistemas reativos, porém, também precisamos levar em conta a energia interna química, que é aquela associada à destruição e formação de ligações químicas entre os átomos. As relações de balanço de energia desenvolvidas para os sistemas não reagentes se aplicam igualmente aos sistemas reagentes, mas os termos de energia neste último caso devem incluir a energia química do sistema.

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Capítulo 6: A Segunda Lei da Termodinâmica

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

6

A Segunda Lei d a

Termodinâmica

OBJETIVOS

A

té este ponto, concentramos nossa atenção na primeira lei da termodinâmica, a qual exige que a energia seja conservada durante um processo. Neste capítulo, apresentamos a segunda lei da termodinâmica, cujo enunciado diz que processos ocorrem em determinada direção e que a energia tem qualidade e quantidade. Para que um processo ocorra, é preciso que ele satisfaça tanto a primeira como a segunda lei da termodinâmica. Neste capítulo, apresentamos os conceitos de reservatórios de energia térmica, processos reversíveis e irreversíveis, máquinas térmicas, refrigeradores e bombas de calor. Diversos enunciados da segunda lei da termodinâmica são acompanhados por uma discussão sobre moto-contínuos e a escala termodinâmica de temperatura. O ciclo de Carnot é apresentado a seguir, assim como uma discussão sobre os princípios de Carnot.

Finalmente, examinamos as máquinas térmicas, os refrigeradores e as bombas de calor ideais de Carnot.

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Capítulo 12: Relações de Propriedades Termodinâmicas

Yunus A. Çengel, Michael A. Boles Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

12

R el aç ões de

P ropriedades

Termodinâmicas

OBJETIVOS

N

os capítulos anteriores, usamos amplamente as tabelas de propriedades.

Tendemos a confiar bastante nessas tabelas, pois, sem elas, as leis e princípios da termodinâmica são de pouca utilidade para os engenheiros. Neste capítulo, concentramos nossa atenção na maneira como as tabelas de propriedades são preparadas e como algumas propriedades desconhecidas podem ser determinadas com base em dados limitados.

Sabemos que algumas propriedades, como temperatura, pressão, volume e massa, podem ser medidas diretamente e que outras, como densidade e volume específico, podem ser determinadas por meio daquelas com o uso de algumas relações simples. Contudo, propriedades como energia interna, entalpia e entropia não são tão fáceis de determinar, pois não podem ser medidas diretamente nem relacionadas a propriedades facilmente mensuráveis por meio de relações simples.

Portanto, é essencial que desenvolvamos algumas relações fundamentais entre as propriedades termodinâmicas comumente encontradas e expressemos as propriedades que não podem ser medidas diretamente utilizando as propriedades facilmente mensuráveis.

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Yunus A Engel Afshin J Ghajar (14)
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Medium 9788580551273

Capítulo 1. Introdução e conceitos básicos

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

1

Int rodução e

C onceitos B ásic o s

A

ciência da termodinâmica trata da quantidade de calor transferido quando um sistema passa por um processo de estado de equilíbrio para outro, sem fazer nenhuma referência sobre quanto tempo esse processo demora. Mas, em engenharia, estamos mais frequentemente interessados na taxa de transferência de calor, que é o tema da ciência da transferência de calor.

Começamos este capítulo com a revisão dos conceitos fundamentais da termodinâmica, que são os princípios básicos da transferência de calor. Primeiro, abordamos a relação do calor com outras formas de energia e fazemos uma revisão sobre balanço de energia. Em seguida, apresentamos os três mecanismos básicos de transferência de calor, condução, convecção e radiação, e discutimos o conceito de condutividade térmica. Condução é a transferência de energia resultante da interação de partículas de maior energia de uma substância com partículas adjacentes de menor energia. Convecção é o modo de transferência de calor entre uma superfície sólida e um líquido ou gás adjacente que está em movimento, e esse processo envolve os efeitos combinados de condução e movimento do fluido. Radiação é a energia emitida pela matéria em forma de ondas eletromagnéticas (ou fótons), como resultado das mudanças nas configurações eletrônicas de átomos ou moléculas. Concluímos este capítulo com uma discussão sobre transferência simultânea de calor.

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Capítulo 10. Ebulição e condensação

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

10

Ebul i ção e

C ondensação

S

abemos em termodinâmica que, quando a temperatura do líquido a determinada pressão aumenta até a temperatura de saturação Tsat nessa pressão, ocorre ebulição. Do mesmo modo, quando a temperatura do vapor é reduzida a Tsat, ocorre condensação. Neste capítulo, estudamos as taxas de transferência de calor durante as transformações da fase líquida para vapor e de vapor para líquido.

Embora a ebulição e a condensação apresentem algumas características únicas, são consideradas formas de transferência de calor por convecção, uma vez que envolvem movimento de fluidos (como ascensão das bolhas para o topo e escoamento do condensado para o fundo). A ebulição e a condensação diferem de outras formas de convecção na medida em que dependem do calor latente de vaporização hfg do fluido e da tensão superficial � na interface líquido-vapor, além das propriedades do fluido em cada fase. Observando que, sob condições de equilíbrio, a temperatura se mantém constante durante o processo de mudança de fase a uma pressão constante, grandes quantidades de calor (devido ao grande calor latente de vaporização liberado ou absorvido) podem ser transferidas durante a ebulição e a condensação, essencialmente a uma temperatura constante. Na prática, porém,

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Capítulo 13. Transferência de calor por radiação

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

13

Trans fer ência d e

C al or por R adiaç ã o

N

o Cap. 12 foram considerados os aspectos fundamentais da radiação e as propriedades de radiação das superfícies. Já podemos, agora, considerar a troca de radiação entre duas ou mais superfícies, que é a grandeza de interesse principal na maioria dos problemas de radiação.

Começamos este capítulo com uma discussão sobre os fatores de forma e suas regras associadas. Expressões para o fator de forma e diagramas para algumas configurações comuns são dados, e é apresentado o método das linhas cruzadas.

Em primeiro lugar, discutimos a transferência de calor por radiação entre superfícies negras e, em seguida, entre superfícies não negras, utilizando a abordagem da rede de radiação. Continuamos com o escudo de radiação e discutimos seus efeitos sobre as medições de temperatura e sobre o conforto. Finalmente, consideramos a radiação em um gás e discutimos a emissividade efetiva e a absortividade do gás de um corpo de várias formas. Discutimos, também, a troca de radiação entre paredes de câmaras de combustão e gases de combustão emissores e absorvedores a altas temperaturas no seu interior.

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Capítulo 5. Métodos numéricos em condução de calor

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

5

Mét odos Num ér ic o s e m

C ondução de C a lo r

A

té agora, temos considerado principalmente problemas relativamente simples de condução de calor envolvendo geometrias simples com condições de contorno simples, porque somente esses problemas podem ser resolvidos analiticamente. Mas muitos problemas encontrados na prática implicam geometrias complicadas com condições de contorno complexas ou propriedades variáveis, e não podem ser resolvidos analiticamente. Nesses casos, soluções aproximadas, precisas o suficiente, podem ser obtidas por computadores, com a utilização de um método numérico.

Métodos de solução analíticos, como os apresentados no Cap. 2, têm base na resolução da equação diferencial governante, junto com as condições de contorno.

Eles resultam em soluções na forma de funções da temperatura para cada ponto do meio. Métodos numéricos, por sua vez, se baseiam na substituição da equação diferencial pelo conjunto de n equações algébricas para temperaturas desconhecidas, em n pontos selecionados no meio, e a solução simultânea dessas equações resulta nos valores da temperatura nesses pontos discretos.

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Capítulo 6. Fundamentos de convencção

Yunus A. Çengel, Afshin J. Ghajar Grupo A PDF Criptografado

Capítulo

6

Funda m entos de

C onv e cção

A

té agora temos considerado a condução como mecanismo de transferência de calor através de sólido ou fluido em repouso. Vamos agora considerar a convecção como mecanismo de transferência de calor através de fluido na presença do movimento da sua massa.

A convecção pode ser classificada como convecção natural (ou livre) ou forçada, dependendo de como o movimento do fluido é iniciado. Na convecção forçada, o fluido é forçado a escoar sobre a superfície ou dentro de um tubo por meios externos como bomba ou ventilador. Na convecção natural, qualquer movimento do fluido é causado por meios naturais como o efeito empuxo, que se manifesta com fluidos quentes subindo e fluidos frios descendo. A convecção é também classificada como externa ou interna, dependendo de o fluido ser forçado a escoar sobre uma superfície ou dentro de um duto.

Começamos este capítulo com a descrição física geral do mecanismo da convecção. Discutimos, então, as camadas limite hidrodinâmica e térmica e os escoamentos laminar e turbulento. Continuamos com a discussão dos números adimensionais de Reynolds, Prandtl e Nusselt e seus significados físicos. Em seguida, derivamos as equações da convecção com base na conservação da massa, na quantidade de movimento e na energia, e obtemos as soluções para escoamento ao longo de placa plana. A seguir, adimensionalizamos as equações da convecção e obtemos as formas funcionais do atrito e os coeficientes de convecção. Finalmente, apresentamos as analogias entre a quantidade de movimento e a transferência de calor.

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Willian H Hayt Jr Jack E Kemmerly Steven M Durbin (19)
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Medium 9788580553833

Capítulo 16 - Resposta em Frequência

Willian H. Hayt Jr., Jack E. Kemmerly, Steven M. Durbin Grupo A PDF Criptografado

16

Resposta em

Frequência

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

INTRODUÇÃO

Já foi introduzido o conceito de resposta em frequência, o que significa que o comportamento do nosso circuito pode mudar drasticamente, dependendo da frequência

(ou frequências) de operação – uma mudança radical em relação às nossas primeiras experiências com circuitos de corrente contínua simples. Neste capítulo, elevamos o assunto para um nível mais refinado, pois mesmo circuitos simples projetados para resposta em frequência específica, podem ser extremamente úteis em uma ampla variedade de aplicações cotidianas. Na verdade, provavelmente utilizamos circuitos de frequência seletiva diariamente, mesmo sem perceber. Por exemplo, a mudança para a nossa estação de rádio favorita consiste de fato em sintonizar o rádio para amplificar seletivamente uma estreita faixa de frequências de sinal; é possível aquecer pipoca de microondas enquanto assistimos televisão ou falamos em um telefone celular, porque as frequências de cada dispositivo pode ser isoladas. Além disso, estudar a resposta em frequência e filtros podem ser particularmente agradável, pois nos fornece uma metodologia para desenvolver a análise de circuitos existentes, permitindo o projeto de circuitos complexos a partir do zero para atender às especificações, às vezes rigorosas. Vamos começar esta jornada com uma breve discussão envolvendo ressonância, perdas, fator de qualidade e largura de faixa – importantes conceitos para filtros, bem como qualquer circuito (ou sistema, para esse assunto) que contém elementos de armazenamento de energia.

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Capítulo 9 - O Circuito RLC

Willian H. Hayt Jr., Jack E. Kemmerly, Steven M. Durbin Grupo A PDF Criptografado

9

O Circuito RLC

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

INTRODUÇÃO

No Capítulo 8, estudamos circuitos que continham apenas um elemento de armazenamento de energia, combinado com uma rede passiva que, em parte, determinou o tempo decorrido para carga/descarga do capacitor ou do indutor. As equações diferenciais que resultaram da análise foram sempre de primeira ordem. Neste capítulo, consideramos circuitos mais complexos que contêm tanto um indutor como um capacitor. O resultado é uma equação diferencial de segunda ordem para qualquer tensão ou corrente de interesse. O que aprendemos no Capítulo 8 é facilmente estendido para o estudo desses circuitos chamados de circuitos RLC, embora agora precisemos de duas condições iniciais para resolver cada equação diferencial. Tais circuitos aparecem rotineiramente em uma ampla variedade de aplicações, incluindo osciladores e filtros de frequência. Eles também são muito úteis na modelagem de uma série de situações práticas, tais como sistemas de suspensão de automóvel, controladores de temperatura e até mesmo a resposta de um avião a alterações nas posições do aileron e do leme de profundidade.

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Capítulo 12 - Circuitos Polifásicos

Willian H. Hayt Jr., Jack E. Kemmerly, Steven M. Durbin Grupo A PDF Criptografado

12

Circuitos Polifásicos

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

INTRODUÇÃO

A grande maioria da energia elétrica é fornecida aos consumidores na forma de tensões e correntes senoidais, normalmente chamadas de corrente alternada ou simplesmente CA.

Embora haja exceções, como por exemplo alguns tipos de motores de trem, a maioria dos equipamentos são projetados para funcionar em 50 ou 60 Hz.

A maioria dos sistemas em 60 Hz são agora padronizados para funcionarem em

120 V ou 220 V, enquanto os sistemas de 50 Hz tipicamente utilizam a tensão de

240 V (sendo que em ambos os casos esses valores são em RMS)1. A tensão real entregue a um aparelho pode ser um pouco diferente destes valores, e sistemas de distribuição utilizam tensões significativamente mais elevadas para minimizar o valor da corrente e, consequentemente, o diâmetro do cabo. Originalmente Thomas

Edison defendeu uma rede de distribuição de energia puramente CC, supostamente devido à sua preferência pela álgebra simples necessária para analisar tais circuitos.

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Medium 9788580553833

Capítulo 4 - Análise Nodal e Análise de Malha

Willian H. Hayt Jr., Jack E. Kemmerly, Steven M. Durbin Grupo A PDF Criptografado

4

Análise Nodal e

Análise de Malha

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

INTRODUÇÃO

Munidos com o trio de leis de Kirchhoff e Ohm, a análise de um circuito linear simples, com o objetivo de se obter informações úteis como corrente, tensão ou potência, associadas a um elemento em particular, talvez já pareça uma tarefa relativamente fácil. Ainda assim, pelo menos até o momento, cada circuito parece ter características únicas, requerendo (até certo grau) um pouco de criatividade na abordagem a ser adotada na análise. Neste capítulo, aprenderemos duas técnicas básicas da análise de circuitos – a análise nodal e a análise de malha – e ambas nos permitirão investigar muitos circuitos diferentes com uma abordagem consistente e metódica. O resultado é uma análise simplificada, um nível de complexidade mais uniforme em nossas equações, menos erros e talvez, o que é mais importante, uma menor ocorrência de situações do tipo “Não sei sequer como começar!”.

A maioria dos circuitos que vimos até agora têm sido razoavelmente simples e

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Capítulo 18 - Análise de Circuitos Usando Fourier

Willian H. Hayt Jr., Jack E. Kemmerly, Steven M. Durbin Grupo A PDF Criptografado

18

Análise de Circuitos

Usando Fourier

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

INTRODUÇÃO

Neste capítulo, continuamos nossa introdução à análise de circuitos estudando funções periódicas no domínio do tempo e da frequência. Especificamente, consideramos funções forçantes que são periódicas e que tem formas funcionais que satisfazem a certas restrições matemáticas que são características de qualquer função que podemos gerar no laboratório. Tais funções podem ser representadas como a soma de um número infinito de funções seno e cosseno relacionadas harmonicamente. Portanto, como a resposta forçada de cada componente senoidal pode ser determinada facilmente pela análise em regime permanente senoidal, a resposta de uma rede linear frente a uma função forçante periódica pode ser obtida com a superposição das respostas parciais.

O tópico da série de Fourier é de vital importância em muitas áreas, particularmente nas comunicações. O uso de técnicas de Fourier na análise de circuitos, no entanto, tem lentamente saído de moda nos últimos anos. Como agora temos nos deparado com o uso cada vez maior de equipamentos empregando fontes de alimentação chaveadas (por exemplo, computadores), o tema dos harmônicos nos sistemas elétricos de potência tem se tornado rapidamente um problema sério mesmo em grandes plantas geradoras. Apenas com o uso da análise de Fourier, os problemas encontrados e as possíveis soluções podem ser entendidos.

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William Whyte (22)
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Capítulo 3 - Normas de Classificação de Salas Limpas

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CAPÍTULO

3

Normas de Classificação de Salas Limpas

3.1

A HISTÓRIA DAS NORMAS

A primeira norma escrita para salas limpas foi publicada pela Força Aérea Americana em março de 1961 e era conhecida como Manual Técnico TO 00-25-203. Este fazia considerações sobre projeto de salas limpas e partículas em suspensão no ar, como também procedimentos de cirurgia como: procedimentos de entrada; vestimentas; restrição a certos objetos; materiais de limpeza; procedimentos para limpar a sala. Porém, a norma que mais influenciou o projeto e a operação de salas limpas, e é a base para a presente norma ISO, a ISO 14644-1:1999, foi a Federal Standard 209.

A equipe da Sandia Corporation que havia inventado o conceito de fluxo de ar unidirecional, com a ajuda de outras pessoas da força militar americana, da indústria americana e agências governamentais, produziu a primeira Federal Standard 209 em 1963. Esta norma discutia salas limpas de fluxo de ar não unidirecional e unidirecional. Na norma, menciona-se, pela primeira vez, a necessidade de medir partículas  0,5 m através de um contador óptico de partículas; estes instrumentos tinham acabado de se tornar comercialmente disponíveis. Muitas vezes questiona-se por que foi adotada a medida de 0,5

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Capítulo 16 - Operando uma Sala Limpa: Gerenciando o Risco de uma Contaminação

William Whyte Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO

16

Operando uma Sala Limpa:

Gerenciando o Risco de uma

Contaminação

Os capítulos iniciais deste livro descrevem como uma sala limpa é projetada e construída. Outros capítulos descrevem os ensaios necessários para afirmar que a sala limpa está funcionando corretamente quando nova e ao longo de sua vida. Nos últimos sete capítulos, irei discutir como salas limpas devem ser operadas para minimizar o risco de contaminação. Este capítulo introduz o assunto das fontes e vias de contaminação dentro de uma sala limpa, e como estes riscos podem ser controlados e minimizados.

Para controlar a contaminação em uma sala limpa, é necessário gerenciar os vários riscos. O risco é definido na ISO 14644-6 como ‘a combinação da probabilidade de ocorrência de um dano e da gravidade deste dano’. O dano pode ser considerado em uma sala limpa como a quantidade de contaminação que é transferida de um perigo ao produto, em que um ‘perigo’ é uma fonte de contaminação.

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Capítulo 9 - Filtragem de Ar de Alta Eficiência

William Whyte Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO

9

Filtragem de Ar de

Alta Eficiência

9.1

FILTROS DE AR UTILIZADOS EM SALAS LIMPAS

O ar fornecido a uma sala limpa precisa ser filtrado para assegurar a remoção de todas as partículas e os microrganismos. Até o início dos anos 1980, somente filtros de alta eficiência (HEPA) eram utilizados para filtrar o ar de salas limpas, já que estes eram os filtros de ar mais eficientes disponíveis. Um filtro HEPA eliminaria pelo menos

99,97% das partículas de maior penetração. Hoje, filtros HEPA ainda são utilizados na maioria das salas limpas para remover microrganismos e partículas inertes no ar insuflado.

A produção de circuitos integrados e outros dispositivos evoluiu de tal forma que filtros mais eficientes do que filtros HEPA são necessários para assegurar que menos partículas passem pelos filtros de ar e para dentro da sala limpa. Filtros mais eficientes são utilizados e estes são conhecidos como Filtros de Ar de Ultrabaixa Penetração (ULPA).

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Capítulo 12 - Controle do Movimento de Ar: Contenção, Visualização e Recuperação

William Whyte Grupo Gen PDF Criptografado

CAPÍTULO

12

Controle do Movimento de Ar:

Contenção, Visualização e Recuperação

Será necessário, ao testar uma sala limpa, demonstrar que o fluxo de ar dentro da sala limpa ou entre salas limpas está correto. Isso pode ser realizado por meio dos seguintes ensaios:

1. Ensaio da integridade da contenção para mostrar que nenhuma contaminação em suspensão no ar vem de áreas menos limpas para a sala limpa;

2. Métodos de visualização para mostrar que o ar se movimenta na direção correta;

3. Ensaios de recuperação para mostrar que, em salas limpas de fluxo de ar não unidirecional, a contaminação em suspensão no ar é rapidamente removida após contaminação.

Vamos agora analisar estes ensaios.

12.1

ENSAIO DE INTEGRIDADE DA CONTENÇÃO DE SALAS

LIMPAS

Para mostrar que uma sala limpa está funcionando corretamente, é necessário demonstrar que a contaminação não se infiltra na sala limpa oriunda de áreas adjacentes mais

123

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Capítulo 4 - Fontes de Informação

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CAPÍTULO

4

Fontes de Informação

É importante poder obter informações atuais sobre salas limpas através de normas mais recentes, livros, práticas recomendadas, revistas e outros documentos, como também através das sociedades de salas limpas e da internet. Este capítulo traz ao leitor as fontes para obter essas informações. Os detalhes das fontes eram atuais quando este livro foi publicado, mas informações de contatos estão sempre mudando. Os leitores são, portanto, aconselhados a sempre checar se a informação que estão usando está atualizada.

4.1

A INTERNATIONAL CONFEDERATION OF CONTAMINATION

CONTROL SOCIETIES (ICCCS)

A ICCCS é uma confederação de sociedades que tem interesse em tecnologia de salas limpas. Atualmente são estes os membros da ICCCS:

ASCCA: Associazione per lo Studio ed il Controllo della Contaminazione Ambientale, Itália

ASENMCO: Association of Engineers for Microcontamination Control, Rússia

ASPEC: Association pour la Prevention et l’Etude de la Contamination, França

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