Estudo numerico da solidificação em geometria anular
Antonio Batista de Jesus
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP J499e
[Numerical study of solidification in annular geometry]
Campinas, SP : [s.n.], 1998.
116f. : il.
Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica
Resumo: O processo de solidificação de um material de mudança de fase em região anular ao redor de um cilindro resfriado pela passagem de um fluido em seu interior é estudado numericamente com vistas à aplicação em sistemas de armazenamento de calor latente. A solução do problema de mudança de fase...
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Resumo: O processo de solidificação de um material de mudança de fase em região anular ao redor de um cilindro resfriado pela passagem de um fluido em seu interior é estudado numericamente com vistas à aplicação em sistemas de armazenamento de calor latente. A solução do problema de mudança de fase é feita utilizando a técnica de imobilização de fronteira, onde aplica-se uma transformação de coordenadas, de maneira que no novo sistema a fronteira móvel e irregular seja fixa e paralela às demais. A condução de calor no material de mudança de fase é acoplada à condução na parede do cilindro e à convecção no interior deste. O método de volumes finitos é utilizado para a discretização das equações do modelo matemático que são em seguida resolvidas computacionalmente. São analisados aspectos relativos à implementação da técnica de imobilização, como o surgimento de termos pseudo-convectivos e pesudo-anisotrópicos por conseqüência da mudança de variáveis. Também são estudados aspectos relacionados com o acoplamento da condução de calor no cilindro e no material de mudança de fase e a convecção no fluido refrigerante. São apresentadas comparações com outros trabalhos da literatura e um conjunto de resultados para o caso de água como material de mudança de fase
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Abstract: Solidification of a phase-change material in an annulus around a cylinder, which carries inside it a coolant fluid, is studied numerically for application in latent heat thermal energy storage. The boundaryimmobilization technique is used for solving the phase-change problem. A coordinate...
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Abstract: Solidification of a phase-change material in an annulus around a cylinder, which carries inside it a coolant fluid, is studied numerically for application in latent heat thermal energy storage. The boundaryimmobilization technique is used for solving the phase-change problem. A coordinate transformation is performed so that in the new system the moving and irregular boundary becomes fixed and parallel to the others. Heat conduction in the phase-change material is coupled with conduction in the inner tube wall and convection in the coolant. The fmite-volume methodology is used for discretization of the equations from the mathematical model which are then solved by a computer programo Some aspects related with the application of the boundaryimmobilization technique are analyzed such as the appearance of pseudo-convective and pseudo-anisotropic terms as a consequence of the change of variables. Aspects related to the coupling of conduction ill the cylinder wall and phase-change material with convection in the coolant fluid are also studied. Comparisons with other solutions available in the literature are presented as well results for the specific case of water being the phasechange material
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